【題目】如圖甲所示,兩相距L=0. 5m的平行金屬導(dǎo)軌固定于水平面上,導(dǎo)軌左端與阻值R=2Ω的電阻連接,導(dǎo)軌間虛線右側(cè)存在垂直導(dǎo)軌平面的勻強磁場。質(zhì)量m=0. 2kg的金屬桿垂直置于導(dǎo)軌上,與導(dǎo)軌接觸良好,導(dǎo)軌與金屬桿的電阻可忽略。桿在水平向右的恒定拉力作用下由靜止開始運動,并始終與導(dǎo)軌垂直,其v-t圖像如圖乙所示。在15s末時撤去拉力,同時使磁場隨時間變化,從而保持回路磁通量不變,桿中電流為零。求:

1)金屬桿所受拉力的大小F;

20~15s內(nèi)勻強磁場的磁感應(yīng)強度大小;

3)撤去恒定拉力之后,磁感應(yīng)強度隨時間的變化規(guī)律.

【答案】(1)0. 24N(2)0.4T(3)

【解析】

1)由vt圖像可知,在010s內(nèi),金屬桿做勻加速直線運動,桿沒有進入磁場,由牛頓第二定律得:

由題意可知,15s末撤去拉力,沒有感應(yīng)電流,桿不受安培力作用,桿所受的合外力為滑動摩擦力,由牛頓第二定律得:

,

vt圖像可知,加速度:

解得F=0. 24N

2)在1015s內(nèi),金屬桿做勻速直線運動,速度:t=4m/s,

金屬桿受到的安培力

金屬桿做勻速直線運動,處于平衡狀態(tài),由平衡條件得:

代入數(shù)據(jù)解得:

31520s內(nèi)沒有產(chǎn)生感應(yīng)電流,穿過回路的磁通量保持不變,金屬桿在1015s內(nèi)的位移:

15s后的金屬桿的加速度:,金屬桿的位移:

磁通量保持不變,則:

解得

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相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,質(zhì)量為1 kg的小球用長為0.5 m的細線懸掛在O點,O點距地面豎直距離為1 m,如果使小球繞OO豎直軸在水平面內(nèi)做圓周運動,若細線最大承受拉力為12.5 N,(g10 m/s2)求:

(1)當小球的角速度為多大時,細線將斷裂;

(2)線斷裂后小球落地點與懸點的水平距離

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【題目】如圖,質(zhì)量為M的楔形物塊靜置在水平地面上,其斜面的傾角為θ.斜面上有一質(zhì)量為m的小物塊,小物塊與斜面之間存在摩擦.用恒力F沿斜面向上拉小物塊,使之勻速上滑.在小物塊運動的過程中,楔形物塊始終保持靜止.地面對楔形物塊的支持力為

A. Mmg B. MmgF

C. MmgFsinθ D. MmgFsinθ

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示xOy坐標系,在第二象限內(nèi)有水平向右的勻強電場,在第一、第四象限內(nèi)分別存在勻強磁場,磁感應(yīng)強度大小相等,方向如圖所示,F(xiàn)有一個質(zhì)量為m、電量為q的帶正電的粒子在該平面內(nèi)從x軸上的P,以垂直于x軸的初速度v0進入勻強電場,恰好經(jīng)過y軸上的Q點,且與y軸成450角射出電場,再經(jīng)過一段時間又恰好垂直于x軸進入第四象限的磁場。已知OP之間的距離為d(不計粒子的重力)。求:

(1)O點到Q點的距離;

(2)磁感應(yīng)強度B的大小;

(3)帶電粒子自進入電場至在磁場中第二次經(jīng)過x軸所用的時間。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】現(xiàn)代科學(xué)研究中常用到高速電子,電子感應(yīng)加速器就是利用感生電場使電子加速的設(shè)備。電子感應(yīng)加速器主要由上、下電磁鐵磁極和環(huán)形真空室組成。如圖甲所示(上方為側(cè)視圖,下方為真空室的俯視圖),若電子在磁場力的作用下被約束在半徑為R的圓周上逆時針運動,此時電磁鐵繞組通過改變電流,磁場的磁感應(yīng)強度B(圖甲俯視圖中垂直紙面向外為正)隨時間變化關(guān)系如圖乙所示,則電子在哪段時間內(nèi)可實現(xiàn)上述加速要求(

A.0~0.25TB.0.25T~0.5TC.0.5T~0.75TD.0.75T~T

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,傳送帶足夠長,與水平面間的夾角,并以的速度逆時針勻速轉(zhuǎn)動著,在傳送帶的A端輕輕地放一個質(zhì)量為m=1kg的小物體,若已知物體與傳送帶之間的動摩擦因數(shù),(g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)則下列有關(guān)說法正確的是(

A.小物體運動1s后,受到的摩擦力大小不適用公式

B.小物體運動1s后加速度大小為2 m/s2

C.在放上小物體的第1s內(nèi),系統(tǒng)產(chǎn)生50J的熱量

D.在放上小物體的第1s內(nèi),至少給系統(tǒng)提供能量70J才能維持傳送帶勻速轉(zhuǎn)動

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,開關(guān)S閉合后,當A、B兩點間輸入有效值為UAB的交流電壓時,電阻值恒定的六個相同燈泡發(fā)光亮度相同(即通過電流相等),已知變壓器為理想變壓器,原、副線圈匝數(shù)分別為m1、m2UAB保持不變,副線圈兩端電壓用UCD表示,開關(guān)S閉合或斷開,六個燈泡都不損壞,則下列說法正確的是( 。

A.m1m2=14

B.若開關(guān)S閉合,UABUCD=61

C.若開關(guān)S斷開,UABUCD=83

D.開關(guān)S斷開后,燈泡L1的亮度比S閉合時暗

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,質(zhì)量為m的足球在水平地面的位置1被踢出后落到水平地面的位置3,在空中達到的最高點位置2的高度為h,已知重力加速度為g。下列說法正確的是:

A. 足球由1運動到2的過程中,重力做的功為mgh

B. 足球由2運動到3的過程中,重力勢能減少了mgh

C. 足球由1運動到3的過程中,重力做的功為2mgh

D. 因為沒有選定參考平面,所以無法確定重力勢能變化了多少

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某實驗小組的同學(xué)為了探究加速度與外力的關(guān)系,利用了如圖1所示的實驗裝置,忽略滑輪與細繩之間的摩擦。

(1)為了完成探究實驗,下列步驟必須的是________。

A.分別測出砝碼A以及滑塊的質(zhì)量mM

B.將長木板遠離滑輪的一端適當墊高平衡摩擦力

C.將滑塊靠近打點計時器,接通電源后釋放小車,并記錄傳感器的示數(shù)

D.多次改變砝碼的質(zhì)量,打出幾條不同的紙帶

E.該實驗中必須滿足滑塊的質(zhì)量遠遠大于砝碼A的質(zhì)量

(2)該小組的同學(xué)在某次實驗中得到了一條清晰的紙帶,如圖2所示,并在該紙帶上選取了多個計數(shù)點,已知圖中相鄰兩計數(shù)點之間還有兩個計時點沒有畫出,若實驗中所使用的交流電的頻率為50 Hz,則滑塊的加速度大小為________m/s2(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字);

(3)該小組的同學(xué)通過多次測量,得到了多組傳感器的示數(shù)以及相對應(yīng)的加速度的數(shù)值,并以傳感器的示數(shù)為橫坐標、加速度為縱坐標,得到的圖線為一條過原點的傾斜直線,經(jīng)測量可知直線的斜率大小為,則小車的質(zhì)量大小應(yīng)為_____________;

(4)如果該小組的同學(xué)在實驗時未平衡摩擦力,結(jié)果得到的圖象不過原點,與橫軸交點的坐標值為,則滑塊在運動過程中受到的摩擦力大小為__________

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