(12分)、如圖所示,在一光滑水平的桌面上,放置一質(zhì)量為M,寬為L的足夠長(zhǎng)“U”型框架,其ab部分電阻為R,框架其它部分的電阻不計(jì)。垂直框架兩邊放一質(zhì)量為m、電阻為R的金屬棒cd,它們之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,棒通過(guò)細(xì)線跨過(guò)一定滑輪與勁度系數(shù)為k 的另一端固定的輕彈簧相連。開(kāi)始彈簧處于自然狀態(tài),框架和棒均靜止,F(xiàn)在讓框架在大小為2μmg的水平拉力作用下,向右做加速運(yùn)動(dòng),引起棒的運(yùn)動(dòng)可看成是緩慢的。水平桌面位于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。
問(wèn):(1)框架和棒剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的瞬間,框架的加速度為多大?
(2)框架最后做勻速運(yùn)動(dòng)(棒處于靜止?fàn)顟B(tài))時(shí)的速度多大?
(3)若框架通過(guò)位移S后開(kāi)始勻速,已知彈簧的彈性勢(shì)能的表達(dá)式為kx2/2(x為彈簧的形變量),則在框架通過(guò)位移S的過(guò)程中,回路中產(chǎn)生的電熱為多少?
(1)
(2)
(3)
(1)設(shè)水平拉力為F,則F=2μmg,對(duì)框架由牛頓第二定律;
F一μmg=Ma……………………………………………………………………(2分)
解出 ……………………………………………………………………(2分)
(2)設(shè)框架做勻速運(yùn)動(dòng)的速度大小為υ,則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)
…………………………………………………………………………(1分)
回路中的電流……………………………………………………(1分)
對(duì)框架由力的平衡得……………………………………………(1分)
聯(lián)立以上各式解出:………………………………………………(1分)
(3)在框架滑過(guò)S的過(guò)程中,設(shè)產(chǎn)生的電熱為Ql ,摩擦生熱為Q2,由功能關(guān)系
…………………………………………………(1分)
其中……………………………………………………………(1分)
在框架勻速后,對(duì)棒由力的平衡得:……………………………(1分)
聯(lián)立以上各式并結(jié)合
解出………(1分)
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

金屬桿a b水平放置在某高處,當(dāng)它被平拋進(jìn)入方向堅(jiān)直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中時(shí)(如圖所示),以下說(shuō)法中正確的是
A.運(yùn)動(dòng)過(guò)程中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小不變,且Ua>Ub
B.運(yùn)動(dòng)過(guò)程中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小不變,且Ua<Ub
C.由于速率不斷增大,所以感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不斷變大,且Ua>Ub
D.由于速率不斷增大,所以感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不斷變大,且Ua<Ub

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

如圖,矩形線圈abcd由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng),下列說(shuō)法正確的是
A.向右平動(dòng)(ab邊還沒(méi)有進(jìn)入磁場(chǎng))有感應(yīng)電流,方向?yàn)閍dcba
B.向左平動(dòng)(bc邊還沒(méi)有離開(kāi)磁場(chǎng))有感應(yīng)電流,方向?yàn)閍dcba
C.以bc邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)(ad邊還未轉(zhuǎn)入磁場(chǎng)),有感應(yīng)電流,方向?yàn)閍bcda
D.以ab邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)(bc邊還未轉(zhuǎn)入磁場(chǎng)),無(wú)感應(yīng)電流

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:計(jì)算題

(16分)一個(gè)匝數(shù)為n =200的矩形線圈abcd位于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感強(qiáng)度大小為B =0.8T、初始位置如圖11所示(線圈平面和磁場(chǎng)方向平行),線圈以ab為軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng),角速度為ω=5rad/s,已知ab邊L1 =15cm,ad邊L2 =10cm,線圈的總電阻是R =100Ω。求:

(1)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值;
(2)線圈從初始位置開(kāi)始計(jì)時(shí),線圈轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中的感應(yīng)電流的瞬時(shí)表達(dá)式;
(3)線圈從初始位置開(kāi)始,轉(zhuǎn)過(guò)90°角的過(guò)程中,通過(guò)導(dǎo)線截面的電量;
(4)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)1分鐘內(nèi)外力所做的功。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:計(jì)算題

(16分)如圖所示,兩根光滑的平行金屬導(dǎo)軌處于同一水平面內(nèi),相距L=0.3m,導(dǎo)軌的左端M、N用0.2Ω的電阻R連接,導(dǎo)軌電阻不計(jì).導(dǎo)軌上停放著一金屬桿,桿的電阻r=0.1,質(zhì)量m=0.1kg,整個(gè)裝置處于豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T ,F(xiàn)在金屬桿上施加一垂直于桿的水平向右外力F,使R上的電壓每秒鐘均勻地增加0.05V,設(shè)導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)。
(1)證明金屬棒做勻加速運(yùn)動(dòng)并求出加速度的大小
(2)寫(xiě)出外力F隨時(shí)間變化的函數(shù)式
(3)試求從桿開(kāi)始運(yùn)動(dòng)后的2s內(nèi)通過(guò)電阻R的電量.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:計(jì)算題

(18分)
如圖甲所示,CDE是固定在絕緣水平面上的光滑金屬導(dǎo)軌,CD=DE=L,∠CDE=60°,CD和DE單位長(zhǎng)度的電阻均為r0,導(dǎo)軌處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。    MN是絕緣水平面上的一根金屬桿,其長(zhǎng)度大于L,電阻可忽略不計(jì),F(xiàn)MN在向右的水平拉力作用下以速度v0。在CDE上勻速滑行。MN在滑行的過(guò)程中始終與CDE接觸良好,并且與C、E所確定的直線平行。
(1)求MN滑行到C、E兩點(diǎn)時(shí),C、D兩點(diǎn)電勢(shì)差的大;
(2)推導(dǎo)MN在CDE上滑動(dòng)過(guò)程中,回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E與時(shí)間t的關(guān)系表達(dá)式;
(3)在運(yùn)動(dòng)學(xué)中我們學(xué)過(guò):通過(guò)物體運(yùn)動(dòng)速度和時(shí)間的關(guān)系圖線(v – t 圖)可以求出物體運(yùn)動(dòng)的位移x,如圖乙中物體在0 – t0。時(shí)間內(nèi)的位移在數(shù)值上等于梯形Ov0Pt的面積。通過(guò)類(lèi)比我們可以知道:如果畫(huà)出力與位移的關(guān)系圖線(F—x圖)也可以通過(guò)圖線求出力對(duì)物體所做的功。
請(qǐng)你推導(dǎo)MN在CDE上滑動(dòng)過(guò)程中,MN所受安培力F與MN的位移x的關(guān)系表達(dá)式,并用F與x的關(guān)系圖線求出MN在CDE上整個(gè)滑行的過(guò)程中,MN和CDE構(gòu)成的回路所產(chǎn)生的焦耳熱。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題

如圖所示,光滑導(dǎo)軌立在豎直平面內(nèi),勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向垂直于導(dǎo)軌平面,磁感應(yīng)強(qiáng)度B="0.5" T.電源的電動(dòng)勢(shì)為1.5 V,內(nèi)阻不計(jì).當(dāng)電鍵K撥向a時(shí),導(dǎo)體棒(電阻為R)PQ恰能靜止.當(dāng)K撥向b后,導(dǎo)體棒PQ在1 s內(nèi)掃過(guò)的最大面積為多少?(導(dǎo)軌電阻不計(jì))

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

如圖所示桌面上有一銅制矩形線框,AB是線框的中軸線,OAB的中點(diǎn)。一條形磁鐵水平勻速通過(guò)AB正上方的過(guò)程中,線框始終靜止。則下列說(shuō)法中正確的是
A.線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向從上向下看是先順時(shí)針后逆時(shí)針
B.線框始終受到向左的靜摩擦力
C.條形磁鐵經(jīng)過(guò)O點(diǎn)正上方時(shí),線框?qū)ψ烂娴膲毫εc重力大小相等
D.線框產(chǎn)生的焦耳熱與磁鐵的速度大小有關(guān)

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

如圖所示,讓線圈由位置1通過(guò)一個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的區(qū)域運(yùn)動(dòng)到位置2,且保持線圈平面與磁場(chǎng)方向垂直,下述說(shuō)法中正確的是(    )
A.線圈加速進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域的過(guò)程中,線圈中有感應(yīng)電流,感應(yīng)電流越來(lái)越大
B.線圈勻速穿出勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域的過(guò)程中,線圈中有感應(yīng)電流,感應(yīng)電流越來(lái)越大
C.整個(gè)線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中加速運(yùn)動(dòng)時(shí),線圈中有感應(yīng)電流,感應(yīng)電流越來(lái)越大
D.整個(gè)線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),線圈中有感應(yīng)電流,感應(yīng)電流是恒定的

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案