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第16章 动量守恒定律综合复习(四)
动力学、动量和能量观点在电学(电磁感应)中的应用 练习题
1、 单选题
1.如图所示,两根足够长的平行直导轨AB、CD与水平面成θ角放置,两导轨间距为L,A、C两点间接有阻值为R的定值电阻.一根质量均匀分布的直金属杆放在两导轨上,并与导轨垂直.整套装置处于磁感应强度大小为B0的匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面向上,导轨和金属杆接触良好,金属杆的阻值为r,其余部分电阻不计,金属杆与导轨之间的动摩擦因数为μ.现将外力F沿与导轨平行的方向作用在金属杆上,让其由静止开始沿导轨向上做匀加速直线运动,则下列外力F与作用时间t的图象中正确的是( )
2.如图所示,固定在倾角为=30°的斜面内的两根平行长直光滑金属导轨的间距为=1 m,其底端接有阻值为=2 Ω的电阻,整个装置处在垂直斜面向上、磁感应强度大小为=2 T的匀强磁场中。一质量为=1 kg(质量分布均匀)的导体杆垂直于导轨放置,且与两导轨保持良好接触。现杆在沿斜面向上、垂直于杆的恒力=10 N作用下从静止开始沿导轨向上运动距离=6 m时,速度恰好达到最大(运动过程中杆始终与导轨保持垂直)。设杆接入电路的电阻为=2 Ω,导轨电阻不计,重力加速度大小为=10 m/s2。则此过程( )
A.杆的速度最大值为4 m/s
B.流过电阻的电荷量为6 C
C.在这一过程中,整个回路产生的热量为17.5 J
D.流过电阻的电流方向为由到
3.如图所示,、是两条水平放置的平行金属导轨,匀强磁场的磁感线垂直导轨平面。导轨左端接阻值=1.5 Ω的电阻,电阻两端并联一电压表,垂直导轨跨接一金属杆,的质量=0.1 kg,电阻=0.5 Ω。与导轨间动摩擦因数=0.5,导轨电阻不计,现用=0.7 N的恒力水平向右拉,使之从静止开始运动,经时间2 s后,开始做匀速运动,此时电压表示数=0.3 V。重力加速度=10 m/s2。则加速过程中,通过的电荷量为( )
A.0.12 C B.0.36 C
C.0.72 C D.1.6 C
4.如图所示,平行板电容器水平放置,两极板间电场强度大小为E,中间用一光滑绝缘细杆垂直连接,杆上套有带正电荷的小球和绝缘弹簧,小球压在弹簧上,但与弹簧不拴接,开始时对小球施加一竖直向下的外力,将小球压至某位置使小球保持静止。撤去外力后小球从静止开始向上运动,上升h时恰好与弹簧分离,分离时小球的速度为v,小球上升过程不会撞击到上极板,已知小球的质量为m,带电荷量为q,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A.与弹簧分离时小球的动能为mgh+qEh
B.从开始运动到与弹簧分离,小球增加的机械能为mgh+qEh
C.从开始运动到与弹簧分离,小球减少的电势能为
D.撤去外力时弹簧的弹性势能为mv2-(qE-mg)h
5.如图所示,一带正电小球穿在一根绝缘粗糙直杆上,杆与水平方向夹角为,整个空间存在着竖直向上的匀强电场和垂直纸面向外的匀强磁场,先给小球一初速度,使小球沿杆向下运动,在点时的动能为100 J,在点时动能减为零,为的中点,那么带电小球在运动过程中( )
A.到达点后小球不可能沿杆向上运动
B.小球在段克服摩擦力做的功与在段克服摩擦力做的功不等
C.小球在点时的动能为50 J
D.小球电势能的增加量等于重力势能的减少量
6.如图,导体轨道OPQS固定,其中PQS是半圆弧,Q为半圆弧的中点,O为圆心.轨道的电阻忽略不计.OM是有一定电阻、可绕O转动的金属杆,M端位于PQS上,OM与轨道接触良好.空间存在与半圆所在平面垂直的匀强磁场,磁感应强度的大小为B.现使OM从OQ位置以恒定的角速度逆时针转到OS位置并固定(过程Ⅰ);再使磁感应强度的大小以一定的变化率从B增加到B′(过程Ⅱ).在过程Ⅰ、Ⅱ中,流过OM的电荷量相等,则等于( )
A. B. C. D.2
2. 多选题
7.如图,方向竖直向下的匀强磁场中有两根位于同一水平面内的足够长的平行金属导轨,两相同的光滑导体棒、静止在导轨上。=0时,棒以初速度0向右滑动。运动过程中,、始终与导轨垂直并接触良好,两者速度分别用1、2表示,回路中的电流用表示。下列图像中可能正确的是( )
8.[多选]如图所示,两根相距为的足够长的光滑金属导轨固定在水平面上,导轨电阻不计。磁感应强度为的匀强磁场与导轨平面垂直,长度等于的两导体棒、平行地放在导轨上,且电阻均为、质量均为,开始时两导体棒静止。现给一个平行导轨向右的瞬时冲量,整个过程中、均与导轨接触良好,下列说法正确的是( )
A.回路中始终存在逆时针方向的电流
B.的最大加速度为
C.回路中的最大电流为
D.获得的最大速度为
9.(多选)如图所示,两个倾角分别为30°和 60°的光滑斜面固定于水平地面上,并处于方向垂直