如图所示,两条平行的金属轨道所构成的平面与水平地面的夹角为θ,在两轨道的顶端之间接有电源和一滑动变阻器,滑动变阻器的滑片处于中点位置,整个装置处于垂直轨道平面向上的匀强磁场中。一根金属杆ab垂直放在两导轨上,与导轨构成闭合电路,ab杆处于静止状态。现将滑动变阻器的滑片向N端缓慢滑动,此过程中ab杆始终保持静止状态。下列说法中正确的是
A.金属杆与轨道之间一定不是光滑的
B.金属杆所受安培力的方向沿斜面向上
C.滑片向N端滑动的过程中金属杆所受安培力变小
D.滑片向N端滑动的过程中金属杆对轨道的压力变小
在如图所示的电路中,两个完全相同的小灯泡L1和L2分别串联一个带铁芯的电感线圈L和一个滑动变阻器R。闭合开关S待电路稳定后,调整R的滑片使L1和L2亮度一样,此时通过两个灯泡的电流均为I。在之后的t0时刻断开S,则在如图所示的图像中,能正确反映t0前后的一小段时间内通过L1的电流i1和通过L2的电流i2随时间t变化关系的是
A. B.
C. D.
如图所示,理想变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2,原、副线圈两端的电压分别为U1、U2,通过原、副线圈中的电流分别为I1、I2。若保持n1、n2和U1不变,且闭合开关S后两灯泡均能发光,则下列说法中正确的是
A.
B.
C.开关S由闭合变为断开,U2将变大
D.不论开关S闭合或断开,始终有U1I1= U2I2的关系
关于电磁波,下列说法中正确的是
A.变化的电场一定在周围空间产生变化的磁场
B.麦克斯韦首先预言了电磁波的存在,法拉第最先用实验证实了电磁波的存在
C.电磁波和机械波都依赖于介质才能传播
D.各种频率的电磁波在真空中的传播速率都相同
某静电场的电场线如图所示,一带正电的点电荷在电场中M、N两点所受电场力的大小分别为FM和FN,所具有的电势能分别为EpM和EpN,则下列说法中正确的是
A.FM >FN,EpM >EpN B.FM >FN,EpM <EpN
C.FM <FN,EpM >EpN D.FM <FN,EpM <EpN
对于同一物理问题,常常可以从宏观与微观两个不同角度进行研究,找出其内在联系,从而更加深刻地理解其物理本质。一段长为l、横截面积为S的细金属直导线,单位体积内有n个自由电子,电子电荷量为e、质量为m。
(1)该导线通有电流时,假设自由电子定向移动的速率恒为v。
① 求导线中的电流I;
②为了更精细地描述电流的分布情况,引入了电流面密度j,电流面密度被定义为单位面积的电流强度,求电流面密度j的表达式;
③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,该碰撞过程将对电子的定向移动形成一定的阻碍作用,该作用可等效为施加在电子上的一个沿导线的平均阻力。若电子受到的平均阻力大小与电子定向移动的速率成正比,比例系数为k。请根据以上描述构建物理模型,求出金属导体的电阻率ρ的微观表达式。
(2*)将上述导线弯成一个闭合圆线圈,若该不带电的圆线圈绕通过圆心且垂直于线圈平面的轴匀速率转动,线圈中不会有电流通过,若线圈转动的线速度大小发生变化,线圈中会有电流通过,这个现象首先由斯泰瓦和托尔曼在1917年发现,被称为斯泰瓦—托尔曼效应。这一现象可解释为:当线圈转动的线速度大小均匀变化时,由于惯性,自由电子与线圈中的金属离子间产生定向的相对运动,从而形成电流。若此线圈在匀速转动的过程中突然停止转动,由于电子在导线中运动会受到沿导线的平均阻力,所以只会形成短暂的电流。已知电子受到的沿导线的平均阻力满足(1)问中的规律,求此线圈以由角速度ω匀速转动突然停止转动(减速时间可忽略不计)之后,通过线圈导线横截面的电荷量Q。