【題目】如圖甲,兩條光滑平行金屬導(dǎo)軌固定,所在平面與水平面夾角為θ,導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì)。虛線ab、cd均與導(dǎo)軌垂直,在abcd之間的區(qū)域存在垂直于導(dǎo)軌所在平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。將兩根相同的導(dǎo)體棒PQ、MN,先后自導(dǎo)軌上同一位置由靜止釋放,兩者始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好。已知PQ進(jìn)入磁場(chǎng)開(kāi)始計(jì)時(shí),到MN離開(kāi)磁場(chǎng)區(qū)域?yàn)橹,流過(guò)PQ的電流隨時(shí)間變化的圖像如圖乙所示。已知數(shù)據(jù)有軌道傾角θ=30°,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=2T,圖像中電流值I0=1A,兩導(dǎo)體棒電阻均為R=,軌道寬度為d=0.5m,重力加速度取g=10m/s2。

1)分析在t2時(shí)刻,PQ棒是否在磁場(chǎng)abcd之間?直接給出結(jié)論即可。

2)求在t2時(shí)刻,導(dǎo)體棒MN的速度v,以及導(dǎo)體棒的質(zhì)量m。

3)若流過(guò)PQ的電流隨時(shí)間變化的圖像如圖丙所示,已知 的時(shí)間間隔為=0.2s,此過(guò)程通過(guò)導(dǎo)體的電荷量q=1C,求這段時(shí)間內(nèi)的最大加速度a為多大?

【答案】1)否(24m/s0.2kg35m/s2

【解析】

1)由圖乙可知,0-t1時(shí)間內(nèi)導(dǎo)體棒PQ中的電流恒定為I0,可知導(dǎo)體棒PQ在磁場(chǎng)中勻速運(yùn)動(dòng); t1- t2時(shí)間內(nèi)導(dǎo)體棒PQ已經(jīng)滑出磁場(chǎng)區(qū)域,導(dǎo)體棒MN尚未進(jìn)入磁場(chǎng);t2時(shí)刻后,導(dǎo)體棒PQ中的電流反向且恒定為- I0,可知此時(shí)導(dǎo)體棒MN剛進(jìn)入磁場(chǎng),且PQ已經(jīng)滑出磁場(chǎng)區(qū)域,即在t2時(shí)刻,PQ棒不在磁場(chǎng)abcd之間;

2)由

由于

可得:

對(duì)導(dǎo)體棒MN

解得m=0.2kg

3 設(shè)沿斜面向下為正方向,設(shè)時(shí)刻MN棒的速度為v1,由動(dòng)量定理:

解得:v1=8m/s

由牛頓第二定律:

解得a=5m/s2

即此過(guò)程中最大加速度為5m/s2

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:

【題目】如圖所示,A、B、C為靜電場(chǎng)中一條直的電場(chǎng)線上等間距的三點(diǎn),一個(gè)帶電粒子僅在電場(chǎng)力作用下沿電場(chǎng)線方向運(yùn)動(dòng),從AB電場(chǎng)力做功與從BC電場(chǎng)力做功相等,則下列判斷正確的是

A.帶電粒子一定帶正電

B.電場(chǎng)一定是勻強(qiáng)電場(chǎng)

C.AC過(guò)程中,粒子運(yùn)動(dòng)的加速度可能先減小后增大

D.AC過(guò)程中,粒子運(yùn)動(dòng)的加速度可能先增大后減小

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,兩豎直木樁ab、cd固定,一不可伸長(zhǎng)的輕繩兩端固定在a、c兩點(diǎn),繩長(zhǎng)為L,一質(zhì)量為m的物體A通過(guò)輕質(zhì)光滑掛鉤掛在輕繩中間,靜止時(shí)掛鉤兩側(cè)輕繩所成夾角為120°。若把輕繩換成自然長(zhǎng)度為L的橡皮筋,掛上物體A后仍處于靜止?fàn)顟B(tài),橡皮筋處于彈性限度內(nèi),若重力加速度大小為g,上述兩種情況,下列說(shuō)法正確的是 ( )

A. 輕繩的彈力大于mg B. 輕繩的彈力小于mg

C. 橡皮筋的彈力大于mg D. 橡皮筋的彈力小于mg

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,在高速公路某處安裝固定雷達(dá)測(cè)速儀,可以抓拍超速車輛及測(cè)量運(yùn)動(dòng)車輛的加速度。若汽車距測(cè)速儀355 m時(shí)測(cè)速儀發(fā)出超聲波,同時(shí)汽車由于緊急情況而急剎車,當(dāng)測(cè)速儀接收到反射回來(lái)的超聲波信號(hào)時(shí),汽車恰好停止,此時(shí)汽車距測(cè)速儀335 m,已知聲速為340 ms

1)求汽車剎車過(guò)程中的加速度;

2)若該路段汽車正常行駛速度要求為60110 kmh,則該汽車剛剎車時(shí)的行駛速度是否超速?

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】通過(guò)電腦制作衛(wèi)星繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的動(dòng)畫(huà),衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為R,線速度為v,周期為T。下列哪些設(shè)計(jì)符合事實(shí)( 。

A.若衛(wèi)星半徑從R變?yōu)?/span>2R,則衛(wèi)星運(yùn)行周期從T變?yōu)?/span>

B.若衛(wèi)星半徑從R變?yōu)?/span>2R,則衛(wèi)星運(yùn)行線速度從v變?yōu)?/span>

C.若衛(wèi)星運(yùn)行線速度從v變?yōu)?/span>,則衛(wèi)星運(yùn)行周期從T變?yōu)?/span>2T

D.若衛(wèi)星運(yùn)行周期從T變?yōu)?/span>8T,則衛(wèi)星半徑從R變?yōu)?/span>4R

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,有一條沿順時(shí)針?lè)较騽蛩俎D(zhuǎn)動(dòng)的傳送帶,恒定速度v=4 m/s,傳送帶與水平面的夾角θ=37°,現(xiàn)將質(zhì)量m=1 kg的物塊輕放在其底端(小物塊可視作質(zhì)點(diǎn)),與此同時(shí),給物塊沿傳送帶方向向上的恒力F=8 N,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間,物塊運(yùn)動(dòng)到了離地面高為h=2.4 m的平臺(tái)上。已知物塊與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5,最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力(g10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)。求:

(1)物塊從傳送帶底端運(yùn)動(dòng)到平臺(tái)上所用的時(shí)間;

(2)若在物塊與傳送帶達(dá)到相同速度時(shí),立即撤去恒力F,計(jì)算物塊還需經(jīng)過(guò)多少時(shí)間離開(kāi)傳送帶以及離開(kāi)時(shí)的速度。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,在動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2的水平面上有一個(gè)質(zhì)量為1kg的小球,小球與水平輕彈簧及與豎直方向成45°角的不可伸長(zhǎng)的輕繩一端相連,此時(shí)小球處于靜止?fàn)顟B(tài),且水平面對(duì)小球的彈力恰好為零,當(dāng)剪斷輕繩的瞬間,取g10m/s2,則( 。

A. 水平面對(duì)小球的彈力仍為零

B. 小球的加速度為0

C. 小球的加速度為8m/s2

D. 小球的加速度為10m/s2

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖甲所示,粗糙斜面與水平面的夾角為30°,質(zhì)量為0.3 kg的小物塊靜止在A點(diǎn),現(xiàn)有一沿斜面向上的恒定推力F作用在小物塊上,作用一段時(shí)間后撤去推力F,小物塊能達(dá)到的最高位置為C點(diǎn),小物塊從ACvt圖象如圖乙所示,g10 m/s2,則下列說(shuō)法正確的是( )

A. 小物塊到C點(diǎn)后將沿斜面下滑

B. 小物塊從A點(diǎn)沿斜面向上滑行的最大距離為1.8 m

C. 小物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為

D. 推力F的大小為4 N

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】北京冬奧會(huì)將于202224日至2022220日在北京和河北張家口市舉行,其中有一個(gè)最精彩的比賽項(xiàng)目就是滑雪,假設(shè)滑雪運(yùn)動(dòng)起始賽道可以簡(jiǎn)化為如圖所示的兩個(gè)傾角均為37°的斜面與水平面相連接。第一個(gè)斜面長(zhǎng)。某滑雪愛(ài)好者連同裝備在內(nèi)總質(zhì)量為,滑雪板與雪地的動(dòng)摩擦因數(shù)。該滑雪愛(ài)好者在練習(xí)過(guò)程中,滑雪杖撐地而獲得與其運(yùn)動(dòng)方向相同的動(dòng)力恒為,運(yùn)動(dòng)過(guò)程中空氣阻力不計(jì)。當(dāng)其從起點(diǎn)由靜止開(kāi)始滑雪的過(guò)程中(不計(jì)滑雪愛(ài)好者在斜面與平面交界處的動(dòng)能損失,第二個(gè)斜面足夠長(zhǎng),,,)。求:

(1)滑至底端點(diǎn)所用的時(shí)間為多少?

(2)若從底端點(diǎn)再經(jīng)過(guò)到達(dá)水平面上的點(diǎn),水平面的長(zhǎng)度是多少?

(3)若從點(diǎn)開(kāi)始,滑雪愛(ài)好者停止用力撐地,靠慣性沖上第二個(gè)斜面的最大距離是多少?

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同步練習(xí)冊(cè)答案