如圖所示,有上下兩層水平放置的平行光滑導(dǎo)軌,間距是L,上層導(dǎo)軌上擱置一根質(zhì)量為m,電阻是R的金屬桿ST,下層導(dǎo)軌末端緊接著兩根豎直平面內(nèi)的半徑為r的光滑絕緣半圓形軌道,在靠近半圓形軌道處擱置一根質(zhì)量也是m,電阻也是R的金屬桿AB。上下兩層平行導(dǎo)軌所在區(qū)域里有一個(gè)豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)S后,當(dāng)有電荷量q通過(guò)金屬桿AB時(shí),桿AB滑過(guò)下層導(dǎo)軌,進(jìn)入半圓形軌道并且剛好能通過(guò)軌道最高點(diǎn)D′F′后滑上上層導(dǎo)軌。設(shè)上下兩層導(dǎo)軌都是夠長(zhǎng),電阻不計(jì)。

⑴求磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度。

⑵求金屬桿AB剛滑到上層導(dǎo)軌瞬間,上層導(dǎo)軌和金屬桿組成的回路中的電流。

⑶問(wèn)從AB滑到上層導(dǎo)軌到具有最終速度這段時(shí)間里上層導(dǎo)軌回路中有多少能量轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)能?

解:⑴開(kāi)關(guān)閉合后,有電流通過(guò)AB棒,在安培力F作用下獲得加速度,離開(kāi)下層

軌道時(shí)速度為v0,由動(dòng)量定理,得       ⑴

AB棒在半圓軌上運(yùn)動(dòng)時(shí),機(jī)械能守恒,則   ⑵

AB棒在半圓軌最高點(diǎn)時(shí),由牛頓第二定律得          ⑶

聯(lián)解⑴⑵⑶式,得:                             

⑵AB滑入上層軌道瞬間的速度為

產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為                         

回路中電流                                 

⑶當(dāng)兩桿速度相等時(shí),回路中磁通量不變化,電流為零,兩桿作勻速直線(xiàn)運(yùn)

動(dòng),達(dá)到最終速度v,由動(dòng)量守恒定律,得:   

由能量關(guān)系,得:

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

一條紙帶與做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的小車(chē)相連,通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下一系列點(diǎn),從打下的點(diǎn)中選取若干計(jì)數(shù)點(diǎn),如圖中A、B、C、D、E所示,紙帶上相鄰的兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間都有四個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出.現(xiàn)測(cè)出AB=2.20cm,AC=6.39cm,AD=12.59cm,AE=20.79cm,已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源頻率為50Hz.
①打D點(diǎn)時(shí),小車(chē)的瞬時(shí)速度大小為
0.72
0.72
m/s(保留兩位有效數(shù)字).
②小車(chē)運(yùn)動(dòng)的加速度大小為
2.0
2.0
m/s2(保留兩位有效數(shù)字).
③在“探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系”活動(dòng)中,某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置.圖中上下兩層水平軌道表面光滑,兩小車(chē)前端系上細(xì)線(xiàn),細(xì)線(xiàn)跨過(guò)滑輪并掛上砝碼盤(pán),兩小車(chē)尾部細(xì)線(xiàn)連到控制裝置上,實(shí)驗(yàn)時(shí)通過(guò)控制裝置使兩小車(chē)同時(shí)開(kāi)始運(yùn)動(dòng),然后同時(shí)停止,本探究實(shí)驗(yàn)可以通過(guò)比較兩小車(chē)的位移來(lái)得到兩小車(chē)加速度關(guān)系.若測(cè)量得到兩個(gè)小車(chē)的位移分別為x1和x2,設(shè)兩個(gè)小車(chē)的加速度分別為a1和a2,上述四個(gè)物理量的關(guān)系式為
a1
a2
=
x1
x2
a1
a2
=
x1
x2

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:閱讀理解

(1)如圖所示,是某研究性學(xué)習(xí)小組做“探究橡皮筋做的功與物體速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn),圖中是小車(chē)在一條橡皮筋的作用下彈出,沿木板滑行的情形,這時(shí),橡皮筋對(duì)小車(chē)做的功記為W.當(dāng)我們用2條、3條…完全相同的橡皮筋并在一起進(jìn)行第2次、第3次…實(shí)驗(yàn)時(shí),使每次橡皮筋都拉伸到同一位置釋放.小車(chē)每次實(shí)驗(yàn)中獲得的速度由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所打的紙帶測(cè)出.
①除了圖中給出的實(shí)驗(yàn)器材外,需要的器材(除學(xué)生電源外)還有
 

②實(shí)驗(yàn)時(shí)為了使小車(chē)只在橡皮筋作用下運(yùn)動(dòng),應(yīng)采取的措施是
 

③每次實(shí)驗(yàn)得到的紙帶上的點(diǎn)距并不都是均勻的,為了測(cè)量小車(chē)獲得的速度,應(yīng)選用紙帶的
 
部分進(jìn)行測(cè)量.
(2)在“驗(yàn)證牛頓第二定律”的實(shí)驗(yàn)中,某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了如下的實(shí)驗(yàn)方案.如圖所示,將兩個(gè)光滑導(dǎo)軌分上下兩層水平排列.與兩個(gè)相同小車(chē)后部相連的剎車(chē)線(xiàn)穿過(guò)導(dǎo)軌尾端固定板,由安裝在后面的剎車(chē)系統(tǒng)控制兩小車(chē)同時(shí)起動(dòng)和同時(shí)制動(dòng)(圖中未畫(huà)).實(shí)驗(yàn)中可通過(guò)增減盤(pán)中的砝碼來(lái)改變拉力的大小,通過(guò)增減放置在小車(chē)上的砝碼改變小車(chē)的質(zhì)量.下表是該實(shí)驗(yàn)小組的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù):
次數(shù) 小車(chē) 拉力(N) 質(zhì)量(g) 位移(cm) 拉力
比值(F:F
質(zhì)量
比值(m:m
位移
比值(x:x
加速度
比值(a:a
1 0.1 200 22.3 0.50 1 空格1 空格2
0.2 200 43.5
2 0.2 200 40.2 1 0.50 空格3 空格4
0.2 400 19.5
①請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求將表中寫(xiě)有“空格”處的相應(yīng)數(shù)據(jù)計(jì)算出并填寫(xiě)在橫線(xiàn)上:
空格1:
 
、空格2:
 
、空格3:
 
、空格4:
 

②本實(shí)驗(yàn)采用的科學(xué)方法是
 

A.理想實(shí)驗(yàn)法         B.等效代替法
C.控制變量法         D.建立物理模型法
③根據(jù)第一次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),可以得出的結(jié)論是:
 

④根據(jù)第二次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),可以得出的結(jié)論是:
 

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科目:高中物理 來(lái)源:南通高考密卷·物理 題型:038

如圖所示,有上下兩層水平放置的平行光滑導(dǎo)軌,間距是L,上層導(dǎo)軌上擱置一根質(zhì)量為m,電阻是R的金屬桿PT,下層導(dǎo)軌末端緊接著兩根豎直平面內(nèi)的半徑為r的光滑絕緣半圓形軌道,在靠近半圓形軌道處擱置一根質(zhì)量也是m,電阻也是R的金屬桿AC.上下兩層平行導(dǎo)軌所在區(qū)域里有一個(gè)豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng).當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)S后,當(dāng)有電荷量q通過(guò)金屬桿AC時(shí),桿AC滑過(guò)下層導(dǎo)軌,進(jìn)入半圓形軌道并且剛好能通過(guò)軌道最高點(diǎn)D和G后就滑上上層導(dǎo)軌.設(shè)上下兩層導(dǎo)軌都是夠長(zhǎng),電阻不計(jì).

(1)求磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度.

(2)求金屬桿AC剛滑到上層導(dǎo)軌瞬間,上層導(dǎo)軌和金屬桿組成的回路中的電流.

(3)問(wèn)從AC滑到上層導(dǎo)軌到具有最終速度這段時(shí)間里上層導(dǎo)軌回路中有多少能量轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)能?

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

如圖所示,有上下兩層水平放置的平行光滑導(dǎo)軌,間距是L,上層導(dǎo)軌上擱置一根質(zhì)量是m、電阻是r的金屬桿ST,下層導(dǎo)軌末端緊接著兩根豎立在豎直平面內(nèi)的半徑為R的光滑絕緣半圓形軌道,在下層導(dǎo)軌末端處擱置一質(zhì)量也是m、電阻也是r的金屬桿AB。上下兩層平行導(dǎo)軌所在區(qū)域里有一個(gè)豎直向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)S后,金屬桿AB滑離下層導(dǎo)軌進(jìn)入半圓形軌道并且剛好能通過(guò)半圓形軌道最高點(diǎn)D′F′后滑上上層導(dǎo)軌。設(shè)上下兩層導(dǎo)軌都足夠長(zhǎng),電阻不計(jì)。試求:
(1)金屬桿AB剛進(jìn)入絕緣半圓形軌道時(shí)的速度大;
(2)金屬桿AB在上層導(dǎo)軌上滑動(dòng)時(shí),回路中的最大電流為多少;
(3)從金屬桿AB滑到上層導(dǎo)軌到具有最終速度這段時(shí)間內(nèi),上層導(dǎo)軌回路中有多少能量轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。

 

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