题目内容

【题目】l8204月,丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应。已知通电长直导线周围某点的磁感应强度,即磁感应强度B与导线中的电流I成正比、与该点到导线的距离r成反比。如图所示,两根平行长直导线相距为x0,分别通以大小不等、方向相同的电流,已知I1>I2。规定磁场方向垂直纸面向里为正,在0~x0区间内磁感强度Bx变化的图线可能是图中的

A. B. C. D.

【答案】A

【解析】根据右手螺旋定则可得左边通电导线在两根导线之间的磁场方向垂直纸面向里,右边通电导线在两根导线之间的磁场方向垂直纸面向外,离导线越远磁场越弱,因I1>I2在两根导线中间位置偏向I2一侧的磁场为零。靠近左侧导线的位置磁场向里;靠近右侧的位置的磁场方向向外;由于规定B的正方向为垂直纸面向里,所以在0-x0区间内磁感应强度Bx变化的图线应为A图,选项A正确,BCD错误;故选A。

练习册系列答案
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【题目】如图所示,倾角为θ的光滑斜面足够长,一质量为m的小物体,在沿斜面向上的恒力F作用下,由静止从斜面底端沿斜面向上做匀加速直线运动,经过时间t,力F做功为60J,此后撤去力F,物体又经过相同的时间t回到斜面底端,若以地面为零势能参考面,则下列说法中正确的是(  )

A. 物体回到斜面底端的动能为60J

B. 恒力F=2mgsinθ

C. 撤去力F时,物体的重力势能是45J

D. 动能与势能相等的时刻一定出现在撤去力F之后

【答案】ACD

【解析】试题分析:物体静止开始从斜面底端开始运动知道最后返回斜面底端,此过程斜面光滑没有摩擦力做功,重力做功为0,根据动能定理有Ek-0=WF=60J,选项A对。撤去F前,加速度a=-gsinθ,撤去F后,加速度a'=gsinθ。根据力F撤去前后位移等大反向,判断撤去前后平均速度等大方向,由于撤去前后都是匀变速所以有,整理得a'=3a,即F=mgsinθ,选项B错。撤去力F前,力F做功Fs=mgsinθ·s=60J,重力做功-mgsinθ·s =45J,所以撤出力F时,物体的重力势能是45J选项C对。力F撤去前,合力mgsinθ小于重力沿斜面的分力mgsinθ,即合力做功小于克服重力做功,增加的动能小于增加的重力势能,撤去力F之前一定是重力势能大于动能,最返回斜面时重力势能为0,小于动能,所以动能与势能相等的时刻一定出现在撤去力F之后选项D对。

考点:动能定理 牛顿运动定律

【名师点睛】

型】单选题
束】
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【题目】将轻质弹簧放置在光滑水平桌面上,弹簧左端固定,右端与一小球接触而不固连;弹簧处于原长时,小球恰好在桌面边缘,向左推小球,使弹簧压缩一段距离后由静止释放;小球离开桌面后落到水平地面.测量出小球质量m、平抛运动的竖直位移h(即桌面高度)以及________,就可以测出弹簧被压缩后的弹性势能为________.(结果用测量量表示,已知重力加速度大小为g).

【题目】如图甲所示,半径为r的金属细圆环水平放置,环内存在竖直向上的匀强磁场,磁感应强度B随时间t的变化关系为k>0,且为已知的常量)。

1)已知金属环的电阻为R。根据法拉第电磁感应定律,求金属环的感应电动势和感应电流I

2麦克斯韦电磁理论认为:变化的磁场会在空间激发一种电场,这种电场与静电场不同,称为感生电场或涡旋电场。图甲所示的磁场会在空间产生如图乙所示的圆形涡旋电场,涡旋电场的电场线与金属环是同心圆。金属环中的自由电荷在涡旋电场的作用下做定向运动,形成了感应电流涡旋电场力F充当非静电力,其大小与涡旋电场场强E的关系满足如果移送电荷q时非静电力所做的功为W,那么感应电动势

图甲 图乙

a请推导证明:金属环上某点的场强大小为

b经典物理学认为,金属的电阻源于定向运动的自由电子与金属离子(即金属原子失去电子后的剩余部分)的碰撞。在考虑大量自由电子的统计结果时,电子与金属离子的碰撞结果可视为导体对电子有连续的阻力,其大小可表示为b>0,且为已知的常量)。已知自由电子的电荷量为e,金属环中自由电子的总数为N。展开你想象的翅膀,给出一个合理的自由电子的运动模型,并在此基础上,求出金属环中的感应电流I

3)宏观与微观是相互联系的。若该金属单位体积内自由电子数为n,请你在(1)和(2)的基础上推导该金属的电阻率ρnb的关系式。

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