(16分)如圖所示，兩根豎直放置的足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌間距為l，導(dǎo)軌上端接有電阻R和一個(gè)理想電流表，導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì)。導(dǎo)軌下部的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域有虛線(xiàn)所示的水平上邊界，磁場(chǎng)方向垂直于金屬導(dǎo)軌平面向外。質(zhì)量為m、電阻為r的金屬桿MN，從距磁場(chǎng)上邊界h處由靜止開(kāi)始沿著金屬導(dǎo)軌下落，金屬桿進(jìn)入磁場(chǎng)后，流經(jīng)電流表的電流逐漸減小，最終穩(wěn)定為I。金屬桿下落過(guò)程中始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好。已知重力加速度為g，不計(jì)空氣阻力。求：

（1）磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大��；
（2）電流穩(wěn)定后金屬桿運(yùn)動(dòng)速度的大��；
（3）金屬桿剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，M、N兩端的電壓大小。
（1）；（2）；（3）。

試題分析：（1）電流穩(wěn)定后，導(dǎo)體棒做勻速運(yùn)動(dòng)，有BIl=mg 
解得磁感應(yīng)強(qiáng)度 B=              （4分）
（2）設(shè)電流穩(wěn)定后導(dǎo)體棒做勻速運(yùn)動(dòng)的速度為v，
感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) E=Blv     感應(yīng)電流 I=  　　　解得 v=   （6分）
（3）金屬桿在進(jìn)入磁場(chǎng)前，機(jī)械能守恒，設(shè)進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度為v0，
則由機(jī)械能守恒定律，有  　　　　　解得
此時(shí)的電動(dòng)勢(shì)E0=Blv0
感應(yīng)電流I0=
M、N兩端的電壓 UMN=I0R==          （6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：計(jì)算題

（18分）、如圖所示，固定的光滑平臺(tái)左端固定有一光滑的半圓軌道，軌道半徑為R，平臺(tái)上靜止放著兩個(gè)滑塊A、B，其質(zhì)量mA=m，mB=2m，兩滑塊間夾有少量炸藥。平臺(tái)右側(cè)有一小車(chē)，靜止在光滑的水平地面上，小車(chē)質(zhì)量M=3m，車(chē)長(zhǎng)L=2R，車(chē)面與平臺(tái)的臺(tái)面等高，車(chē)面粗糙，動(dòng)摩擦因數(shù)μ="0.2" ，右側(cè)地面上有一立樁，立樁與小車(chē)右端的距離為S，S在0<S<2R的范圍內(nèi)取值，當(dāng)小車(chē)運(yùn)動(dòng)到立樁處立即被牢固粘連。點(diǎn)燃炸藥后，滑塊A恰好能夠通過(guò)半圓軌道的最高點(diǎn)D，滑塊B沖上小車(chē)。兩滑塊都可以看作質(zhì)點(diǎn)，炸藥的質(zhì)量忽略不計(jì)，爆炸的時(shí)間極短，爆炸后兩個(gè)滑塊的速度方向在同一水平直線(xiàn)上，重力加速度為g=10m/s2。求：

（1）滑塊A在半圓軌道最低點(diǎn)C受到軌道的支持力FN。
（2）炸藥爆炸后滑塊B的速度大小VB。
（3）請(qǐng)討論滑塊B從滑上小車(chē)在小車(chē)上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，克服摩擦力做的功Wf與S的關(guān)系。

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，用長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕桿拴著質(zhì)量為m的小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，則(      )
A．小球在最高點(diǎn)時(shí)所受向心力一定為重力
B．小球在最高點(diǎn)時(shí)桿子的拉力不可能為零
C．若小球剛好能在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，則其在最高點(diǎn)速率是
D．小球在圓周最低點(diǎn)時(shí)一定對(duì)桿子施加向下的拉力，且一定大于重力

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

物體甲、乙原來(lái)靜止于光滑水平面上．從t＝0時(shí)刻開(kāi)始，甲沿水平面做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，位移x和時(shí)間平方t2的關(guān)系圖象如圖甲；乙受到如圖乙所示的水平拉力F的作用。則在0～4s的時(shí)間內(nèi)
A．甲物體所受合力不斷變化
B．甲物體的速度不斷減小
C．2 s末乙物體改變運(yùn)動(dòng)方向
D．2 s末乙物體速度達(dá)到最大

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

質(zhì)量為2kg的質(zhì)點(diǎn)在豎直平面內(nèi)斜向下做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，它在豎直方向的速度圖象和水平方向的位移圖象如圖甲、乙所示。下列說(shuō)法正確的是（   ）
A．前2 s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)處于超重狀態(tài)
B．2 s末質(zhì)點(diǎn)速度大小為4 m/s
C．質(zhì)點(diǎn)的加速度方向與初速度方向垂直
D．質(zhì)點(diǎn)向下運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中機(jī)械能減小

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

相距L=1.5m的足夠長(zhǎng)金屬導(dǎo)軌豎直放置，質(zhì)量為m1=1.0kg的金屬棒ab和質(zhì)量為m2=0.27kg的金屬棒cd均通過(guò)棒兩端的套環(huán)水平地套在金屬導(dǎo)軌上，確保金屬棒與金屬導(dǎo)軌良好接觸，如圖（a）所示。虛線(xiàn)上方磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，虛線(xiàn)下方磁場(chǎng)方向豎直向下，兩處磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相同。ab棒光滑，cd棒與導(dǎo)軌間動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.75，兩棒總電阻為R=1.8Ω，導(dǎo)軌電阻不計(jì)�，F(xiàn)有一方向豎直向下、大小按圖（b）所示規(guī)律變化的外力F作用在ab棒上，使棒從靜止開(kāi)始沿導(dǎo)軌勻加速運(yùn)動(dòng)，與此同時(shí)cd棒也由靜止釋放。取重力加速度g=10m/s2。求：

（1）磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小和ab棒的加速度大��；
（2）若在2s內(nèi)外力F做功40J，則這一過(guò)程中兩金屬棒產(chǎn)生的總焦耳熱是多少？
（3）判斷cd棒將做怎樣的運(yùn)動(dòng)，并求出cd棒達(dá)到最大速度所需的時(shí)間t0。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖所示，質(zhì)量分別為m和M的兩個(gè)星球A和B在引力作用下都繞O點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，星球A和B兩者中心之間距離為L(zhǎng).已知A、B的中心和O三點(diǎn)始終共線(xiàn)，A和B分別在O的兩側(cè)．引力常數(shù)為G.

(1)求兩星球做圓周運(yùn)動(dòng)的周期．
(2)在地月系統(tǒng)中，若忽略其他星球的影響，可以將月球和地球看成上述星球A和B，月球繞其軌道中心運(yùn)行的周期記為T(mén)1.但在近似處理問(wèn)題時(shí)，常常認(rèn)為月球是繞地心做圓周運(yùn)動(dòng)的，這樣算得的運(yùn)行周期為T(mén)2.已知地球和月球的質(zhì)量分別為5.98×1024 kg和7.35×1022 kg.求T2與T1兩者平方之比．(結(jié)果保留三位小數(shù))

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

物體靜止在水平地面上，在豎直向上的拉力F作用下向上運(yùn)動(dòng)．不計(jì)空氣阻力，物體的機(jī)械能E與上升高度h的大小關(guān)系如圖所示，其中曲線(xiàn)上點(diǎn)A處的切線(xiàn)斜率最大，h2 ~ h3的圖線(xiàn)為平行于橫軸的直線(xiàn)．則下列判斷正確的是
A．在h１ 處物體所受的拉力最大
B．在h2處物體的速度最大
C．h2 ~ h3過(guò)程中拉力的功率為零
D．0~ h2過(guò)程中物體的加速度先增大后減小

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

（10分）如圖所示，一光滑絕緣圓管軌道位于豎直平面內(nèi)，半徑為0.2m。以圓管圓心O為原點(diǎn)，在環(huán)面內(nèi)建立平面直角坐標(biāo)系xOy，在第四象限加一豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)，其他象限加垂直于環(huán)面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。一帶電量為+1.0C、質(zhì)量為0.1kg的小球（直徑略小于圓管直徑），從x坐標(biāo)軸上的b點(diǎn)由靜止釋放，小球剛好能順時(shí)針沿圓管軌道做圓周運(yùn)動(dòng)。（重力加速度g取10m/s2）

（1）求勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E；
（2）若第二次到達(dá)最高點(diǎn)a時(shí)，小球?qū)壍狼『脽o(wú)壓力，求磁感應(yīng)強(qiáng)度B ；
（3）求小球第三次到達(dá)最高點(diǎn)a時(shí)對(duì)圓管的壓力。

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案