1.如图2-6-13所示,质量为m的金属线框A静置于光滑水平面上,通过细绳跨过定滑轮与质量为m的物体B相连,图中虚线内为一水平匀强磁场,d表示A与磁场左边界的距离,不计滑轮摩擦及空气阻力,设B下降h(h>d)高度时的速度为v,则以下关系中能够成立的是( )
图2-6-13
A.v2=gh
B.v2=2gh
C.A产生的热量Q=mgh-mv2
D.A产生的热量Q=mgh-2mv2
【答案】C
2.如图2-6-6甲,倾角为θ的光滑绝缘斜面,底端固定一带电量为Q的正点电荷.将一带正电小物块(可视为质点)从斜面上A点由静止释放,小物块沿斜面向上滑动至****点B处,此过程中小物块的动能和重力势能随位移的变化图象如图乙(E1和x1为已知量).已知重力加速度为g,静电力常量为k,由图象可求出( )
图2-6-6
A.小物块的带电量
B.A、B间的电势差
C.小物块的质量
D.小物块速度****时到斜面底端的距离
【答案】C
【解析】小物块在B点时E1=mgx1sin θ,解得m=gx1sin θ,选项C正确;小物块由A到B的过程中,据
3.如图2-6-15所示,固定放置在同一水平面内的两根平行长直金属导轨的间距为d,其右端接有阻值为R的电阻,整个装置处在竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场中.一质量为m(质量分布均匀)的导体杆ab垂直于导轨放置,且与两导轨保持良好接触,杆与导轨之间的动摩擦因数为μ.现杆在水平向左、垂直于杆的恒力F作用下从静止开始沿导轨运动距离l时,速度恰好达到****(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r,导轨电阻不计,重力加速度大小为g.则此过程中( )
A.杆的速度****值为B2d2
B.安培力做的功等于电阻R上产生的热量
C.恒力F做的功与摩擦力做的功之和等于杆动能的变化量
D.恒力F做的功与安培力做的功之和大于杆动能的变化量
【答案】D
【解析】当杆达到****速度vm时,F-μmg-R+r=0得vm=B2d2,A错;安培力做的功等于电阻R和r上产生的热量,B错;在杆从开始到达到****速度的过程中由动能定理得WF+Wf+W安=ΔEk<, /SPAN>,其中Wf=-μmgl,W安=-Q,恒力F做的功与摩擦力做的功之和等于杆动能的变化量与回路产生的焦耳热之和,C错;恒力F做的功与安培力做的功之和等于杆动能的变化量与克服摩擦力做的功之和,D对.
4.质量为m的带正电小球由空中某点自由下落,下落高度h后在整个空间加上竖直向上的匀强电场,再经过相同时间小球又回到原出发点,不计空气阻力,且整个运动过程中小球从未落地,重力加速度为g,则( )
A.从加电场开始到小球返回原出发点的过程中,小球电势能减少了mgh
B.从加电场开始到小球下落最低点的过程中,小球动能减少了mgh
C.从开始下落到小球运动至最低点的过程中,小球重力势能减少了3mgh
D.小球返回原出发点时的速度大小为
【答案】B
【解析】小球先做自由落体运动,然后受电场力和重力向下做匀减速到速度为零,再向上做匀加速回
5.如图2-6-16所示,两平行金属板水平放置,板长为L,板间距离为d,板间电压为U,一不计重力、电荷量为q的带电粒子以初速度v0沿两板的中线射入,经过t时间后恰好沿下板的边缘飞出,则( )
图2-6-16
A.在前2时间内,电场力对粒子做的功为4Uq
B.在后2时间内,电场力对粒子做的功为8Uq
C.在粒子下落的前4和后4过程中,电场力做功之比为1∶1
D.在粒子下落的前4和后4过程中,电场力做功之比为1∶2
【答案】BC
【解析】粒子在两平行金属板间做类平抛运动,水平方向做匀速直线运动,竖直方向做初速度为零的匀加
6.如图2-6-17所示,绝缘杆两端固定带电小球A和B,轻杆处于水平向右的匀强电场中,不考虑两球之间的相互作用,初始时杆与电场线垂直.现将杆右移,同时顺时针转过90°,发现A、B两球电势能之和不变.根据如图给出的位置关系,下列说法正确的是( )
图2-6-17
A.A一定带正电,B一定带负电
B.A、B两球所带电量的****值之比qA∶qB=1∶2
C.A球电势能一定增加
D.电场力对A球和B球做功的****值相等
【答案】BD
【解析】电场力做功与路径无关,两个小球在杆右移后两球所在位置处电势都降低,而两个小球组成的系统的电势能之和不变,那么电场力对其中一个做正功,对另一个一定做负功,做功的****值相同,两个小球一定带异种电荷,但不能****判断每一个小球所带电荷的电性,A、C错误,D正确;由电势能变化之和为零得EqBL=EqA·2L,即|qA|∶|qB|=1∶2,B正确.
7.如图2-6-18所示,光滑绝缘细管与水平面成30°角,在管的上方P点固定一个点电荷+Q,P点与细管在同一竖直平面内,管的顶端A与P点连线水平.电荷量为-q的小球(小球直径略小于细管内径)从管中A处由静止开始沿管向下运动,在A处时小球的加速度为a.图中PB⊥AC,B是AC的中点,不考虑小球电荷量对电场的影响.则在+Q形成的电场中( )
图2-6-18
A.A点的电势高于B点的电势
B.B点的电场强度大小是A点的4倍
C.小球从A到C的过程中电势能先减小后增大
D.小球运动到C处的加速度为g-a
【答案】BCD
【解析】在正电荷产生的电场中,离电荷越近电势越高,因此B点的电势高于A点的电势,A错误;
8.如图2-6-19所示,相距为L的两条足够长的平行金属导轨,与水平面的夹角为θ,导轨上固定有质量为m,电阻为R的两根相同的导体棒,导体棒MN上方轨道粗糙,下方光滑,整个空间存在垂直于导轨平面向下的匀强磁场,磁感应强度为B.将两根导体棒同时释放后,观察到导体棒MN下滑而EF保持静止,当MN下滑速度****时,EF与轨道间的摩擦力刚好到达****静摩擦力,下列叙述正确的是( )
图2-6-19
A.导体棒MN的****速度为B2L2
B.导体棒EF与轨道之间的****静摩擦力为mgsin θ
C.导体棒MN受到的****安培力为mgsin θ
D.导体棒MN所受重力的****功率为B2L3
【答案】AC
【解析】当导体棒MN匀速运动时速度****,由平衡条件得mgsin θ=2R,则得****速度为v=B2L2,