如图所示,铝质的圆筒形管竖直立在水平桌面上,一条形磁铁从铝管的正上方由静止开始下落,然后从管内下落到水平桌面上。已知磁铁下落过程中不与管壁接触,不计空气阻力,下

如图所示,铝质的圆筒形管竖直立在水平桌面上,一条形磁铁从铝管的正上方由静止开始下落,然后从管内下落到水平桌面上。已知磁铁下落过程中不与管壁接触,不计空气阻力,下

题型:不详难度:来源:
如图所示,铝质的圆筒形管竖直立在水平桌面上,一条形磁铁从铝管的正上方由静止开始下落,然后从管内下落到水平桌面上。已知磁铁下落过程中不与管壁接触,不计空气阻力,下列判断正确的是
A.磁铁在整个下落过程中机械能守恒
B.磁铁在整个下落过程中动能的增加量小于重力势能的减少量
C.磁铁在整个下落过程中做自由落体运动
D.磁铁在整个下落过程中,铝管对桌面的压力小于铝管的重力

答案
B
解析

试题分析:由于铝管的每一个截面都可看成闭合线圈,所以当磁铁下落时,在铝管中会产生感应电流,阻碍磁铁的下落,根据楞次定律铝管对磁铁会有向上的作用力,根据牛顿第三定律,磁铁也会对铝管有向下的反作用力,即磁铁在整个下落过程中,铝管对桌面的压力大于铝管的重力;磁铁在整个下落过程中加速度小于g,则不是自由落体运动;由于有电能产生,所以磁铁在整个下落过程中机械能不守恒,磁铁在整个下落过程中动能的增加量小于重力势能的减少量。选项B正确。
举一反三
如图所示,水平面内有一平行金属导轨,导轨光滑且电阻不计。匀强磁场与导轨所在平面垂直。阻值为R的导体棒垂直于导轨静止放置,且与导轨接触良好。t=0时,将开关S由1掷到2。若分别用U、F、q和v表示电容器两端的电压、导体棒所受的安培力、通过导体棒的电荷量和导体棒的速度。则下列图象表示这些物理量随时间变化的关系中可能正确的是

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2012年11月25日,歼—15舰载机成功阻拦着陆“辽宁号”航母后,又沿航母舰首14°上翘跑道滑跃式起飞,突破了阻拦着舰、滑跃起飞关键技术.甲板上的阻拦索具有关键作用,阻拦索装置完全由我国自主研制制造,在战机着舰时与尾钩完全咬合后,在短短数秒内使战机速度从数百公里的时速减少为零,并使战机滑行距离不超过百米.(g取10m/s2)

(1)设歼—15飞机总质量,着陆在甲板的水平部分后在阻拦索的作用下,速度由=100m/s滑行50m后停止下来,水平方向其他作用力不计,此过程可视为匀减速运动.求阻拦索对飞机的水平作用力F;
(2)在第(1)问所述的减速过程中,飞行员所受的阻力是飞行员自身重力的多少倍?
(3)航母飞行甲板水平,前端上翘,水平部分与上翘部分平滑连接,连接处D点可看作圆弧上的一点,圆弧半径为R=150m,如图所示.已知飞机起落架能承受竖直方向的最大作用力为飞机自重的16倍,求飞机安全起飞经过D点时速度的最大值vm

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某研究性学习小组用如图所示的装置来选择密度相同、大小不同的球状纳米粒子。密度相同的粒子在电离室中被电离后带正电,电量与其表面积成正比。电离后粒子缓慢通过小孔O1进入极板间电压为U的水平加速电场区域I,再通过小孔O2射入相互正交的恒定匀强电场和匀强磁场区域II,其中磁场的磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向外。收集室的小孔O3与O1、O2在同一条水平线上。实验发现:半径为r0的粒子,其质量为m0、电量为q0,刚好能沿O1O3直线射入收集室。不计纳米粒子重力和粒子之间的相互作用力。(球形体积和球形面积公式分别为)。求:

(1)图中区域II的电场强度E;
(2)半径为r的粒子通过O2时的速率v;
(3)试讨论半径r≠r0的粒子进入区域II后将向哪个极板偏转。
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如图所示,在水平向右场强为E的匀强电场中,有一质量为m、电荷量为q的点电荷从A点由静止释放,仅在由场力的作用下经时间t运动到B点.求.

(1)点电荷从A点运动到B点过程中电场力对点电荷做的功;
(2)A、B两点间的电势差。
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如图所示,空间同时存在水平向右的匀强电场和方向垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场。质量为m,电荷量为q的液滴,以某一速度沿与水平方向成θ角斜向上进入正交的匀强电场和匀强磁场叠加区域,在时间t内液滴从M点匀速运动到N点。重力加速度为g。
 
(1)判定液滴带的是正电还是负电,并画出液滴受力示意图;
(2)求匀强电场的场强E的大小;
(3)求液滴从M点运动到N点的过程中电势能的变化量。
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