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如圖所示,兩條相距d=0.2m足夠長的平行金屬導軌固定在同一傾角為30°的絕緣斜面上,并處于垂直斜面向上的勻強磁場中,磁場的磁感強度B=0.5T,導軌上放著垂直導軌的金屬棒ab和cd,質量分別為=0.02kg,=0.04kg,其電阻均為r=0.1Ω。先控制金屬棒cd靜止,ab棒在沿斜面向上的拉力F作用下沿斜面向上運動。若金屬導軌電阻不計,金屬棒與導軌間的動摩擦因數μ=0.2。

求:(1)cd固定不動(2)cd不固定,兩種情況下,若使ab棒均以2m/s速度沿斜面向上作勻速運動,作用在ab棒上的拉力F分別多大?g取10m/(要求第一種情況畫ab棒受力圖,第二種情況畫cd棒受力圖)
(1)0.23N       (2)0.26N

練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

(16分)如圖所示,固定于水平桌面上足夠長的兩光滑平行導軌PQ、MN,導軌的電阻不計,間距為d = 0.5m,P、M兩端接有一只理想電壓表,整個裝置處于豎直向下的磁感應強度B = 0.2T的勻強磁場中.電阻均為r = 0.1Ω、質量分別為m1 = 0.3kg和m2 = 0.5kg的兩金屬棒abcd平行的擱在導軌上,現固定棒ab,讓cd在水平恒力F = 0.8N的作用下,由靜止開始做加速運動,試求:
(1)cd棒兩端哪端電勢高;
(2)當電壓表的讀數為U = 0.2V時,cd棒受到的安培力多大;
(3)棒cd能達到的最大速度vm
 

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

一質量為m的金屬桿ab,以一定的初速度v0從一光滑平行金屬導軌底端向上滑行,導軌平面與水平面成30°角,兩導軌上端與一電阻R相連,如圖所示,磁場垂直斜面向上,導軌與桿的電阻不計,金屬桿向上滑行到某一高度之后又返回到底端,則在此全過程中(   )
A.向上滑行的時間大于向下滑行的時間
B.電阻R上產生的熱量向上滑行時大于向下滑行時
C.通過電阻R的電量向上滑行時大于向下滑行時
D.桿a、b受到的磁場力的沖量向上滑行時大于向下滑行時

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

電磁爐專用平底鍋的鍋底和鍋壁均由耐高溫絕緣材料制成.起加熱作用的是安在鍋底的一系列半徑不同的同心導電環(huán)(導電環(huán)的分布如圖所示).導電環(huán)所用材料每米的電阻為0.125πΩ,從中心向外第n個同心圓環(huán)的半徑為=(2n-1)r,(n=1,2,3,…,7),已知=1.0cm.當電磁爐開啟后,能產生垂直于鍋底方向的變化磁場,該磁場的磁感應強度B隨時間的變化率為sinωt,求:

(1)半徑為的導電圓環(huán)中感應電流的最大值是多大?
(2)假設導電圓環(huán)產生的熱全部以波長為1.0×m的紅外線光子輻射出來,那么半徑為的導電圓環(huán)上每分鐘輻射出的光子數是多少?
(3)若不計其他損失,所有導電圓環(huán)釋放的總功率P是多大?
(以上計算中可取=10,h=6.6×J·s.)

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖所示,MN和PQ是豎直放置相距1m為的滑平行金屬導軌(導軌足夠長,電阻不計),其上方連有=9Ω的電阻和兩塊水平放置相距d=20cm的平行金屬板A.C,金屬板長1m,將整個裝置放置在圖示的勻強磁場區(qū)域,磁感強度B=1T,現使電阻=1Ω的金屬棒ab與導軌MN、PQ接觸,并由靜止釋放,當其下落h=10m時恰能勻速運動(運動中ab棒始終保持水平狀態(tài),且與導軌接觸良好).此時,將一質量=0.45g,帶電量q=1.0×的微粒放置在A.C金屬板的正中央,恰好靜止.g=10m/).求:

(1)微粒帶何種電荷?ab棒的質量是多少?
(2)金屬棒自靜止釋放到剛好勻速運動的過程中,電路中釋放多少熱量?
(3)若使微粒突然獲得豎直向下的初速度,但運動過程中不能碰到金屬板,對初速度有何要求?該微粒發(fā)生大小為的位移時,需多長時間?
 

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖所示,由電磁感應現象形成的電源和平行板電容器相連接。電源內有固定的25匝線圈,穿過線圈的磁通量Φ隨時間t變化規(guī)律如(b)圖。平行板電容器兩個極板水平放置,板間距離d=2cm.兩極板間有一個帶電微粒,質量m=1.0×kg,帶負電。電量為q=1.8×C.假設t=0時,上極板電勢高,且此時帶電微粒的即時速度為零,假定帶電微粒的運動不會碰到極板。試求:

(1)微粒所受電場力是它重力的多少倍?
(2)微粒在30ms末的瞬時速度。
(3)微粒在30ms末相對于起始位置的位移。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

隨著越來越高的摩天大樓在各地的落成,至今普遍使用的鋼索懸掛式電梯已經漸漸地不適用了。這是因為鋼索的長度隨著樓層的增高而相應增加,這些鋼索會由于承受不了自身的重量,還沒有掛電梯就會被扯斷。為此,科學技術人員正在研究用磁動力來解決這個問題。如圖所示就是一種磁動力電梯的模擬機,即在豎直平面上有兩根很長的平行豎直軌道,軌道間有垂直軌道平面的勻強磁場B1B2,且B1B2的方向相反,大小相等,即B1= B2=1T,兩磁場始終豎直向上作勻速運動。電梯橋廂固定在如圖所示的一個用超導材料制成的金屬框abcd內(電梯橋廂在圖中未畫出),并且與之絕緣.電梯載人時的總質量為5×103kg,所受阻力Ff=500N,金屬框垂直軌道的邊長Lcd=2m,兩磁場的寬度均與金屬框的邊長Lac相同,金屬框整個回路的電阻R=9.5×10-4Ω,假如設計要求電梯以v1=10m/s的速度向上勻速運動,那么,

(1)磁場向上運動速度v0應該為多大?
(2)在電梯向上作勻速運動時,為維持它的運動,外界必須提供能量,那么這些能量是由誰提供的?此時系統(tǒng)的效率為多少?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

金屬棒ab在高h處從靜止釋放,沿粗糙弧形導軌滑到軌道底部而進入光滑的水平導軌.水平導軌處于豎直向下的勻強磁場中,水平導軌上靜止放著另一金屬棒cd,如圖所示.ab、cd兩棒質量均為m,水平導軌足夠長.已知ab、cd始終未相碰,且達到穩(wěn)定狀態(tài)后兩棒均以速度V勻速向右運動.求:

(1)棒ab在弧形導軌上滑動的過程中克服阻力所做的功是多少?
(2)整個過程中導軌及兩棒組成的回路中消耗的電能是多少?
 

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖所示,總質量是m的閉合線圈,靜止于水平支持面上,有一狹長水平導軌垂直穿過此線圈.現有一質量為m的條形磁鐵,沿導軌通過線圈.已知磁鐵進入線圈前的動能為,離開線圈時的動能為.若各處的摩擦力都不計,試計算磁鐵通過線圈時共產生多少熱量.

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