【題目】如圖所示,兩條相同的“L”型金屬導軌平行固定且相距 d=1m,水平部分 LM、OP在同一水平面上且處于豎直向下的勻強磁場,磁感應強度 B1=1T;傾斜部分 MN、PQ 與水平 面成 37°角,有垂直于軌道平面向下的勻強磁場,磁感應強度 B2=3T。金屬棒 ab 質量為 m1=0.2kg 電阻 R1=1Ω,金屬棒 ef 的質量為 m2=0.5kg、電阻為 R2=2Ω。ab 置于光滑水平導軌上,ef 置于 動摩擦因數(shù) μ=0.5 的傾斜導軌上,金屬棒均與導軌垂直且接觸良好。從 t=0 時刻起,ab 棒在水 平恒力 F1 的作用下由靜止開始向右運動,ef 棒在沿斜面的外力 F2 的作用下保持靜止狀態(tài)。當ab 棒勻速運動時,此時撤去力 F2,金屬棒 ef 恰好不向上滑動(設定最大靜摩擦力等于滑動摩 擦力,ab 始終在水平導軌上運動),sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2。求:

1)當金屬棒 ab 勻速運動時,其速度為多大;

2)金屬棒 ab 在運動過程中最大加速度的大小;

3)若金屬棒 ab 從靜止開始到勻速運動用時 t=1.2s,則此過程中金屬棒 ef 產(chǎn)生的焦耳熱為多 少?

【答案】15m/s;(28.3m/s2;(31.7J。

【解析】

1)金屬棒ef恰好不上滑,由平衡得

m2gsin37°+μm2gcos37°=B2Id

由閉合電路歐姆定律得

E=IR1+R2

金屬棒ab產(chǎn)生電動勢

E=B1dv

聯(lián)立解得

v=5m/s;

2)金屬棒ab勻速運動時,由平衡得

F1=B1Id

由牛頓第二定律得加速度

3)金屬棒ab從靜止開始到勻速運動過程,由動量定理得

F1t-B1dt=m1v

得電量

由法拉第電磁感應定律可得

根據(jù)閉合電路歐姆定律得

則電量

由能量轉化守恒定律得

金屬棒ef產(chǎn)生的焦耳熱

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,用“碰撞實驗器”可以驗證動量守恒定律,即研究兩個小球在軌道水平部分碰撞前后的動量關系:先安裝好實驗裝置,在地上鋪一張白紙,白紙上鋪放復寫紙,記下重垂線所指的位置O。接下來的實驗步驟如下:

步驟1:不放小球2,讓小球1從斜槽上A點由靜止?jié)L下,并落在地面上。重復多次,用盡可能小的圓,把小球的所有落點圈在里面,其圓心就是小球落點的平均位置;

步驟2:把小球2放在斜槽前端邊緣位置B,讓小球1A點由靜止?jié)L下,使它們碰撞。重復多次,并使用與步驟1同樣的方法分別標出碰撞后兩小球落點的平均位置;

步驟3:用刻度尺分別測量三個落地點的平均位置M、P、NO點的距離,即線段OMOP、ON的長度。

①對于上述實驗操作,下列說法正確的是________

A.應使小球每次從斜槽上相同的位置自由滾下

B.斜槽軌道必須光滑

C.斜槽軌道末端必須水平

D.小球1質量應大于小球2的質量

②上述實驗除需測量線段OMOP、ON的長度外,還需要測量的物理量有________;

AA、B兩點間的高度差h1

BB點離地面的高度h2

C.小球1和小球2的質量m1、m2

D.小球1和小球2的半徑r

③當所測物理量滿足表達式______________(用所測物理量的字母表示)時,即說明兩球碰撞遵守動量守恒定律.如果還滿足表達式______________(用所測物理量的字母表示)時,即說明兩球碰撞時無機械能損失;

④完成上述實驗后,某實驗小組對上述裝置進行了改造,如圖所示.在水平槽末端與水平地面間放置了一個斜面,斜面的頂點與水平槽等高且無縫連接.使小球1仍從斜槽上A點由靜止?jié)L下,重復實驗步驟12的操作,得到兩球落在斜面上的平均落點M、PN。用刻度尺測量斜面頂點到MP、N三點的距離分別為l1、l2、l3。則驗證兩球碰撞過程中動量守恒的表達式為____________(用所測物理量的字母表示)。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】改革開放以來,人們的生活水平得到了很大的改善,快捷、方便、舒適的家用汽車作為代步工具正越來越多的走進尋常百姓家中.汽車起動的快慢和能夠達到的最大速度,是衡量汽車性能的指標體系中的兩個重要指標.在平直的公路上,汽車啟動后在第10 s末速度表的指針指在如圖所示的位置,前10 s內汽車運動的距離為150 m.下列說法中正確的是

A. 第10 s末汽車的瞬時速度大小是70 m/s

B. 第10 s末汽車的瞬時速度大小是70 km/h

C. 第10 s內汽車的平均速度大小是70 m/s

D. 前10 s內汽車的平均速度大小是35 m/s

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某靜電場的電場線與x軸平行,電勢φx坐標變換的關系圖象如圖所示。若將一帶電的粒子(重力不計)從坐標原點O由靜止釋放,在僅受電場力的作用下,該粒子在x軸上沿著軸線的正方向運動,已知電場中AB兩點的x坐標分別為10mm、30mn,則

A.該帶電粒子一定帶負電荷

B.該電場為勻強電場,電場強度大小為1000V/m

C.該粒子沿x軸從A點到B點的過程中,電勢能一直增大

D.x軸上從A點到B點電場的方向先沿x軸正方向后負方向

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,足夠長的U形導體框架的寬度l=0.5m,電阻忽略不計,其所在平面與水平面成θ=37°角,磁感應強度B=0.8T的勻強磁場方向垂直于導體框平面,一根質量m=0.2kg,有效電阻R=2Ω的導體棒MN垂直跨放在U形框架上,導體棒與框架間的動摩擦因數(shù)μ=0.5,導體棒由靜止開始沿框架下滑到剛開始勻速運動,通過導體棒截面的電量共為Q=2C.求:

1)導體棒勻速運動的速度;

2)導體棒從開始下滑到剛開始勻速運動這一過程中,導體棒的電阻產(chǎn)生的焦耳熱.(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,三條平行且等間距的虛線表示電場中的三個等勢面,其電勢分別為10V20V、30V.實線是一帶電的粒子(不計重力)在該區(qū)域內運動的軌跡,對于軌跡上的ab、c三點,已知:帶電粒子帶電量為0.01C,在a點處的動能為0.5J,則該帶電粒子

A.粒子帶正電B.b點處的電勢能為0.5J

C.b點處的動能為零D.c點處的動能為0.4J

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,半為R0.4m半圓形絕緣光滑軌道BC與水平絕緣粗糙的軌道ABB點平滑連接,軌道AB上方有電場強度大小為E1.O×104N/C,方向向左的勻強電場,F(xiàn)有一質量m0.1kg、電荷量q=+1.0×10-4C的帶電體(可視為質點),在水平軌道上的P點由靜止釋放,若帶電體恰好可以沿圓弧軌道運動到C點,并在離開C點后,落回到水平面上的D(圖中未畫出),重力加速度g10m/s2。求:

1)帶電體運動到圓形軌道B點時對軌道的壓力大。

2)帶電體落回到水平面上的D點到B點的距離;

3)帶電體從開始運動到落回到水平面整個過程中的最大動能(結果保留三位有效數(shù)字)。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,ABCD是固定在地面上,由同種金屬細桿制成的正方形框架,框架任意兩條邊的連接處平滑,A、B、C、D四點在同一豎直面內,BC、CD邊與水平面的夾角分別為α、βα>β,讓套在金屬桿上的小環(huán)從A點無初速釋放。若小環(huán)從A經(jīng)B滑到C點,摩擦力對小環(huán)做功為W1,重力的沖量為I1 ,若小環(huán)從A經(jīng)D滑到C點,摩擦力對小環(huán)做功為W2,重力的沖量為I2。則

A W1>W2 BW1=W2 CI1>I2 DI1=I2

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,由均勻電阻絲組成的直角三角形導體框ACDA垂直于勻強磁場放置,線框的AC、ADCD邊的長度之比543,F(xiàn)將導體框頂點A、C與直流電源兩端相接,已知線框的AC邊受到安培力大小為F,則導體框ACDA受到的安培力的大小為(

A.0B.C.D.2F

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