如圖甲所示,虛線MN上方存在垂直紙面向里的勻強磁場,MN下方存在豎直向下的勻強磁場,兩處磁場磁感應強度大小相等。相距L=1.5 m的足夠長的金屬導軌豎直放置,導軌電阻不計。質量為m1=1kg的金屬棒ab和質量為m2=0.27kg的金屬棒cd均通過棒兩端的套環(huán)水平地套在金屬導軌上,金屬棒的電阻Rab=Rcd=0.9,ab棒光滑,cd棒與導軌間動摩擦因數為
=0.75。現由靜止釋放cd棒,同時ab棒受方向豎直向上,大小按圖乙所示變化的外力F作用而運動,經研究證明ab棒做初速度為零的勻加速運動,g取10m/s2。
(1)求磁感應強度B的大小和ab棒加速度的大小;
(2)已知在前2s內外力F做功為40J,求這一過程中兩金屬棒產生的總焦耳熱;
(3)求以棒達到最大速度所需的時間t0。
解:(1)(7分)經過時間t,金屬棒ab的速率:(1分)
此時,回路中的感應電流: (1分)
(1分)
對金屬棒ab,由牛頓第二定律得: (1分)
(1分)
由以上各式整理得:
在圖線上取兩點:t1=0,F1=11N;
t2=2s,F2=14.6N
代入上式得: (1分)
B=1.2T (1分)
(2)(6分)在2s末金屬棒ab的速率: (1分)
所發(fā)生的位移: (1分)
由動能定律得: (2分)
(1分)
聯立解得: (1分)
(3)(6分)cd棒先做加速度逐漸減小的加速運動,當cd棒所受重力與滑動摩擦力相等時,速度達到最大,此時有: (1分)
(1分)
(1分)
(1分)
(1分)
整理得:(1分)
科目:高中物理 來源: 題型:
A、圖2正確,且S1>S2 | B、圖2正確,且S1=S2 | C、圖3正確,且S3>S4 | D、圖3正確,且S3=S4 |
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科目:高中物理 來源: 題型:
(19分)如圖甲所示,虛線MN上方存在垂直紙面向里的勻強磁場,MN下方存在豎直向下的勻強磁場,兩處磁場磁感應強度大小相等。相距L=1.5 m的足夠長的金屬導軌豎直放置,導軌電阻不計。質量為m1=1kg的金屬棒ab和質量為m2=0.27kg的金屬棒cd均通過棒兩端的套環(huán)水平地套在金屬導軌上,金屬棒的電阻Rab=Rcd=0.9Ω,ab棒光滑,cd棒與導軌間動摩擦因數為μ=0.75,F由靜止釋放cd棒,同時ab棒受方向豎直向上,大小按圖乙所示變化的外力F作用而運動,經研究證明ab棒做初速度為零的勻加速運動,g取10m/s2。
(1)求磁感應強度B的大小和ab棒加速度的大;
(2)已知在前2s內外力F做功為40J,求這一過程中兩金屬棒產生的總焦耳熱;
(3)求cd棒達到最大速度所需的時間t0。
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科目:高中物理 來源:201111-2012學年河北省石家莊市高三質量檢測物理卷.doc 題型:單選題
(19分)如圖甲所示,虛線MN上方存在垂直紙面向里的勻強磁場,MN下方存在豎直向下的勻強磁場,兩處磁場磁感應強度大小相等。相距L=1.5 m的足夠長的金屬導軌豎直放置,導軌電阻不計。質量為m1=1kg的金屬棒ab和質量為m2=0.27kg的金屬棒cd均通過棒兩端的套環(huán)水平地套在金屬導軌上,金屬棒的電阻Rab=Rcd=0.9Ω,ab棒光滑,cd棒與導軌間動摩擦因數為μ=0.75。現由靜止釋放cd棒,同時ab棒受方向豎直向上,大小按圖乙所示變化的外力F作用而運動,經研究證明ab棒做初速度為零的勻加速運動,g取10m/s2。
(1)求磁感應強度B的大小和ab棒加速度的大。
(2)已知在前2s內外力F做功為40J,求這一過程中兩金屬棒產生的總焦耳熱;
(3)求cd棒達到最大速度所需的時間t0。
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科目:高中物理 來源:201111-2012學年河北省石家莊市高三質量檢測物理卷 題型:選擇題
(19分)如圖甲所示,虛線MN上方存在垂直紙面向里的勻強磁場,MN下方存在豎直向下的勻強磁場,兩處磁場磁感應強度大小相等。相距L=1.5 m的足夠長的金屬導軌豎直放置,導軌電阻不計。質量為m1=1kg的金屬棒ab和質量為m2=0.27kg的金屬棒cd均通過棒兩端的套環(huán)水平地套在金屬導軌上,金屬棒的電阻Rab=Rcd=0.9Ω,ab棒光滑,cd棒與導軌間動摩擦因數為μ=0.75,F由靜止釋放cd棒,同時ab棒受方向豎直向上,大小按圖乙所示變化的外力F作用而運動,經研究證明ab棒做初速度為零的勻加速運動,g取10m/s2。
(1)求磁感應強度B的大小和ab棒加速度的大;
(2)已知在前2s內外力F做功為40J,求這一過程中兩金屬棒產生的總焦耳熱;
(3)求cd棒達到最大速度所需的時間t0。
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