题目内容

如图所示电路，两根粗糙的金属导轨，平行放置在倾角为θ的斜面上，导轨下端接有电阻R，导轨电阻不计。斜面处在竖直向上的匀强磁场中，电阻可略去不计的金属棒ab质量为m，受到沿斜面向上且与金属棒垂直的恒力F的作用，金属棒沿导轨匀速下滑，则它在下滑h高度的过程中，以下说法正确的是：

A．作用在金属棒上各力的合力的功为零

B．金属棒重力势能的减少等于系统产生的电能

C．金属棒克服安培力做功等于电阻R上产生的焦耳热

D．金属棒机械能减少了mgh

 

ACD

【解析】

试题分析：由于金属棒沿导轨匀速下滑，有动能定理可知，作用在金属棒上各力的合力的功为零，选项A正确；金属棒重力势能的减少等于系统产生的电能与克服力F做功的和，选项B错误；金属棒克服安培力做功等于电路产生的电能，也等于电阻R上产生的焦耳热，选项C 正确；由于金属棒匀速运动，故金属棒机械能减少量等于重力势能的减少量，即mgh，选项D正确。

考点：动能定理及能量守恒定律。

 

练习册系列答案
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一辆汽车质量为2×103kg ，最大功率为3×104W，在水平路面由静止开始作直线运动，最大速度为v2，运动中汽车所受阻力恒定．发动机的最大牵引力为6×103N ，其行驶过程中牵引力F与车速的倒数的关系如图所示．试求

（1）根据图线ABC判断汽车作什么运动？

（2）v2的大小；

（3）整个运动中的最大加速度；

（4）当汽车的速度为10m/s时发动机的功率为多大？

 

物理学的发展丰富了人类对物质世界的认识，推动了科学技术的创新和革命，促进了物质生产的繁荣与人类文明的进步，下列表述不正确的是

A．牛顿发现了万有引力定律

B．相对论的创立表明经典力学已不再适用

C．卡文迪许第一次在实验室里测出了万有引力常量

D．爱因斯坦建立了狭义相对论，把物理学推进到高速领域

 

A、B两物体质量均为m，A置于光滑水平面上，B置于粗糙水平面上，用相同水平力F分别推A和B，使它们前进相同的位移。假设力F对物体A做的功为W1，对B做的功为W2，力F对物体A做功的平均功率为P1， 对B做功的平均功率为P2。以下关系正确的是 （ ）

A． W1= W2 ，P1= P2 B．W1= W2 ，P1> P2

C． W1>W2， P1> P2 D． W1> W2 ，P1= P2

 

在如图 (a)所示的虚线框内有匀强磁场，设图示磁场方向为正，磁感应强度随时间变化规律如图(b)所示．边长为l，总电阻为R的正方形线框abcd有一半处在磁场中且固定，磁场方向垂直于线框平面，在0～T时间内，求：

（1）线框中电流的大小和方向；

（2）线框ab边的生热。

 

如图所示，M为理想变压器，电表均可视为理想表，接线柱a、b接路端电压u＝311sin314t（V）的正弦交流电源。当滑动变阻器的滑片P向上滑动时，示数发生变化的电表是：

A．A1 、A2 B．A2 、 V2

C．A1 、A2 、V2 D．A1 、A2 、V1 、V2

 

如图，相距L=1m、电阻不计的平行光滑长金属导轨固定在绝缘水平面上，两导轨左端间接有阻值R=2Ω的电阻，导轨所在足够长区域内加上与导轨所在平面垂直的匀强磁场，磁感应强度大小B=1T。现有电阻r=1Ω，质量m=1kg的导体棒ab垂直导轨放置且接触良好，当导体棒ab以速度从边界MN进入磁场后。

(1)求棒ab刚进入磁场时的加速度大小;

(2)棒ab进入磁场一段距离后,速度大小变为6m/s,求从进入磁场到此时的过程中电阻R产生的焦耳热为多少.

(3)求棒ab最终停的位置.

 

飞行时间质谱仪可以对气体分子进行分析．飞行时间质谱仪主要由脉冲阀、激光器、加速电场、偏转电场和探测器组成，探测器可以在轨道上移动以捕获和观察带电粒子．整个装置处于真空状态．加速电场和偏转电场电压可以调节，只要测量出带电粒子的飞行时间，即可以测量出其比荷．如图所示，脉冲阀P喷出微量气体，经激光照射产生不同价位的离子，自a板小孔进入a、b间的加速电场，从b板小孔射出，沿中线方向进入M、N板间的偏转控制区，到达探测器．已知加速电场ab板间距为d，偏转电场极板M、N的长度为L1，宽度为L2．不计离子重力及进入a板时的初速度．

（1）设离子的比荷为k（k=q/m），如a、b间的加速电压为U1，试求离子进入偏转电场时的初速度v0；以及探测器偏离开中线的距离y．

（2）当a、b间的电压为U1时，在M、N间加上适当的电压U2，离子从脉冲阀P喷出到到达探测器的全部飞行时间为t．请推导出离子比荷k的表达式：

 

关于通电导线所受安培力F的方向，在图所示的各图中正确的是( )

 

 

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