16.如圖所示,平行金屬框架與水平面成30°角,置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.2T且與框架平面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中.導(dǎo)棒MN長(zhǎng)為lm,質(zhì)量為m=0.2kg.電阻為0.1Ω,由靜止開始下滑,與框架之間的滑動(dòng)摩擦力大小為0.2 N.設(shè)金屬框架足夠長(zhǎng),框架電阻不計(jì),取g=l0m/s2.求:
(1)導(dǎo)棒下滑所能達(dá)到的最大速度;
(2)當(dāng)導(dǎo)棒的速度為最大速度的一半時(shí),導(dǎo)棒的加速度大。

分析 (1)根據(jù)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小與安培力大小表達(dá)式,結(jié)合閉合電路歐姆定律與受力平衡方程,即可求解;
(2)根據(jù)牛頓第二定律,由受力分析,列出方程,即可求解.

解答 解:(1)導(dǎo)體棒的受力分析,如圖所示:

達(dá)到最大速度時(shí),由平衡條件,可知,
mgsinθ=F+f
而F=BIL
且I=$\frac{E}{r}$
切割感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),E=BLvm;
解得:v=2m/s
(2)依據(jù)牛頓第二定律,則有:mgsinθ-F1+f=ma
而F1=$\frac{{B}^{2}{L}^{2}{v}_{1}}{r}$
且v1=$\frac{v}{2}$
解得:a=2m/s2
答:(1)導(dǎo)棒下滑所能達(dá)到的最大速度2m/s;
(2)當(dāng)導(dǎo)棒的速度為最大速度的一半時(shí),導(dǎo)棒的加速度大小2m/s2

點(diǎn)評(píng) 考查受力分析的方法,掌握法拉第電磁感應(yīng)定律與閉合電路歐姆定律的應(yīng)用,理解牛頓第二定律的運(yùn)用.注意速度最大時(shí),加速度為零,處于平衡狀態(tài).

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

18.下列說法正確的是(  )
A.“北京時(shí)間10點(diǎn)整”,指的是時(shí)間間隔,一節(jié)課是40min,指的是時(shí)刻
B.位移用來描述直線運(yùn)動(dòng),路程用來描述曲線運(yùn)動(dòng)
C.研究地球上各地的氣候差異,可以將地球看成質(zhì)點(diǎn)
D.研究在平直的高速公路上飛馳的汽車的速度時(shí),可將汽車看做質(zhì)點(diǎn)

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

7.電流天平是用來測(cè)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小的儀器,如圖甲所示,測(cè)量線圈1產(chǎn)生的磁場(chǎng).圖乙是它的原理示意圖,橫臂的右邊緣固定一條U形絕緣導(dǎo)線 ACDE,將它通電后放入待測(cè)磁場(chǎng),調(diào)節(jié)左端懸掛的鉤碼使天平平衡,則下列說法正確的是( 。
A.線圈中產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向水平向左
B.電流天平是應(yīng)用電磁感應(yīng)原理
C.U形導(dǎo)線 AC、DE兩段受到的安培力為零
D.右側(cè) U形導(dǎo)線受到安培力方向豎直向下

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

4.如圖所示,粗細(xì)均勻的電阻絲圍成的正方形線框abcd位于豎直平面內(nèi),其下方有一垂直于紙面向外,上下邊界均與線框ab邊平行的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域MNQP.已知磁場(chǎng)區(qū)域的寬度為d,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,線框的總電阻為R,邊長(zhǎng)為L(zhǎng)(L<d),質(zhì)量為m.讓線框從離磁場(chǎng)區(qū)域邊界MN的高度為h處由靜止釋放,其cd邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)和剛穿出磁場(chǎng)時(shí)刻的速度相等,已知重力加速度為g.則( 。
A.線框穿過磁場(chǎng)區(qū)域的過程中產(chǎn)生的焦耳熱為mgd
B.線框cd邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),cd兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為$\frac{1}{4}$BL$\sqrt{2gh}$
C.線框從cd邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)到cd邊剛穿出磁場(chǎng)的過程中,先減速后加速
D.線框從 cd邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)到ab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)的過程中,通過線框橫截面的電荷量為$\frac{B{L}^{2}}{R}$

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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

11.如圖所示,在一半徑為R,半圓形區(qū)域內(nèi)(O為圓心,PQ邊為直徑)有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)(圖中沒畫出),PQ上方是電場(chǎng)強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場(chǎng).現(xiàn)有一質(zhì)量為m,電量為q的帶正電粒子從靜止開始勻強(qiáng)電場(chǎng)中的A點(diǎn)釋放,從O點(diǎn)垂直于AB進(jìn)入磁場(chǎng),已知OA的距離也為R,不計(jì)重力與空氣阻力的影響.
(1)求粒子經(jīng)電場(chǎng)加速射入磁場(chǎng)時(shí)的速度;
(2)若要進(jìn)入磁場(chǎng)的粒子不從圓弧邊界離開磁場(chǎng),求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的最小值;
(3)若磁感應(yīng)強(qiáng)度B′=$\frac{4\sqrt{2mqER}}{qR}$,求帶電粒子從靜止開始運(yùn)動(dòng)到達(dá)圓弧邊界的時(shí)間.

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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

1.如圖①所示,一端封閉的兩條平行光滑導(dǎo)軌相距L,距左端L處的中間一段被彎成半徑為H的$\frac{1}{4}$圓弧,導(dǎo)軌左右兩段處于高度相差H的水平面上.圓弧導(dǎo)軌所在區(qū)域無磁場(chǎng),右段區(qū)域存在磁場(chǎng)B0,左段區(qū)域存在均勻分布但隨時(shí)間線性變化的磁場(chǎng)B(t),如圖②所示,兩磁場(chǎng)方向均豎直向上.在圓弧頂端,放置一質(zhì)量為m的金屬棒ab,與導(dǎo)軌左段形成閉合回路,從金屬棒下滑開始計(jì)時(shí),經(jīng)過時(shí)間t0滑到圓弧底端.設(shè)金屬棒在回路中的電阻為R,導(dǎo)軌電阻不計(jì),重力加速度為g.

(1)問金屬棒在圓弧內(nèi)滑動(dòng)時(shí),回路中感應(yīng)電流的大小和方向是否發(fā)生改變?為什么?
(2)求0到t0時(shí)間內(nèi),回路中感應(yīng)電流產(chǎn)生的焦耳熱量.

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

8.如圖是兩顆地球衛(wèi)星的運(yùn)行軌道,甲衛(wèi)星為圓形軌道,乙衛(wèi)星為橢圓軌道,M、N、P、Q分別為兩軌上與地心在同一連線上的點(diǎn),且MN=PQ,而A、B是兩軌道的交點(diǎn).已知某時(shí)刻甲衛(wèi)星在M點(diǎn)時(shí),乙衛(wèi)星恰好在P點(diǎn).則以下判定錯(cuò)誤的是( 。
A.當(dāng)甲衛(wèi)星運(yùn)行至N點(diǎn)時(shí),乙衛(wèi)星一定運(yùn)行至Q點(diǎn)
B.當(dāng)甲、乙兩衛(wèi)星均繞地球逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí),兩衛(wèi)星有可能相撞
C.無論兩衛(wèi)星繞地球同方向還是反方向旋轉(zhuǎn),兩衛(wèi)星均不可能相撞
D.甲衛(wèi)星經(jīng)過軌道上A點(diǎn)時(shí)的加速度與乙衛(wèi)星經(jīng)過軌道上A點(diǎn)時(shí)的加速度相同

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科目:高中物理 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

5.小球A從桌邊水平拋出,當(dāng)它恰好離開桌邊緣時(shí)小球B從同樣高度處自由下落,頻閃照相儀拍到了A球和B球下落過程的三個(gè)位置,圖(a)中A球的第2個(gè)位置未畫出.已知背景的方格紙每小格的邊長(zhǎng)為2.5cm,g取10m/s2

①請(qǐng)?jiān)趫D(a)中用“×”標(biāo)出A球的第2個(gè)位置;
②頻閃照相儀的閃光頻率為10Hz.
③A球離開桌邊時(shí)速度的大小為0.75m/s.

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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

6.如圖倒“V”導(dǎo)軌,兩側(cè)導(dǎo)軌傾角為θ=30°,間距為L(zhǎng)=0.5m.分別平行底邊放置一根導(dǎo)體棒,其中ab棒質(zhì)量為m1=2kg,電阻為R1=0.5Ω,cd棒質(zhì)量為m2=4kg,電阻為R2=2Ω,兩棒與導(dǎo)軌的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ=$\frac{\sqrt{3}}{18}$,導(dǎo)軌頂端MN間連接內(nèi)阻為r=0.5Ω的電源,兩棒通過一根繞過頂端光滑定滑輪的絕緣輕線連接,細(xì)線平行于左右導(dǎo)軌平面,左右空間磁場(chǎng)均垂直于斜面向上,左右兩斜面磁感應(yīng)強(qiáng)度均為B=2T,為了使兩棒保持靜止,電源電動(dòng)勢(shì)的取值滿足什么條件.

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同步練習(xí)冊(cè)答案