【題目】如圖所示,間距為l的兩條足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌與水平面的夾角為θ,導(dǎo)軌光滑且電阻忽略不計(jì)。磁感應(yīng)強(qiáng)度均為B的條形勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向與導(dǎo)軌平面垂直,磁場(chǎng)區(qū)域的寬度為d1,間距為d2。兩根質(zhì)量均為m、有效電阻均為R的導(dǎo)體棒ab放在導(dǎo)軌上,并與導(dǎo)軌垂直。(設(shè)重力加速度為g

(1)若導(dǎo)體棒a進(jìn)入第2個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域時(shí),導(dǎo)體棒b以與a同樣的速度進(jìn)入第1個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域,求導(dǎo)體棒b穿過(guò)第1個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域過(guò)程中增加的動(dòng)能Ek

(2)若導(dǎo)體棒a進(jìn)入第2個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域時(shí),導(dǎo)體棒b恰好離開(kāi)第1個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域;此后導(dǎo)體棒a離開(kāi)第2個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域時(shí),導(dǎo)體棒b又恰好進(jìn)入第2個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域,且導(dǎo)體棒a、b在任意一個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域或無(wú)磁場(chǎng)區(qū)域的運(yùn)動(dòng)時(shí)間均相等。求導(dǎo)體棒a穿過(guò)第2個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域過(guò)程中,通過(guò)導(dǎo)體棒a的電量q

(3)對(duì)于第(2)問(wèn)所述的運(yùn)動(dòng)情況,求導(dǎo)體棒a穿出第k個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)的速度v的大小

【答案】(1)ΔEk=mgd1sinθ;(2)(3)

【解析】

(1)ab不受安培力的作用,由機(jī)械能守恒知

ΔEk=mgd1sinθ

(2)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有

根據(jù)閉合電路的歐姆定律有

,

解得通過(guò)a棒的電量

(3)設(shè)導(dǎo)體棒剛進(jìn)入無(wú)磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)的速度為v1,剛離開(kāi)無(wú)磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)的速度為v2,在無(wú)磁場(chǎng)區(qū)域,根據(jù)牛頓第二定律有

mgsinθ=ma

根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式

v2v1=at

有磁場(chǎng)區(qū)域,對(duì)a棒,根據(jù)動(dòng)量定理

解得

v1=

由題意知

v=v1=

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】質(zhì)量為1kg的物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))靜止于粗糙水平面上,現(xiàn)對(duì)其施加一隨時(shí)間做周期性變化的水平拉力F,F隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖甲所示,物塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.1,可認(rèn)為最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,重力加速度g10m/s2

1)求物塊在4s時(shí)的速度;

2)若先將物塊固定.從1s末才放物塊.求物塊在1s8s過(guò)程的位移;

3)若F時(shí)間的變化規(guī)律如圖乙所示.求物塊在90s內(nèi)的位移。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,水平地面上有一個(gè)坑,其豎直截面為半圓,O為圓心,AB為沿水平方向的直徑.若在A點(diǎn)以初速度v1沿AB方向平拋一小球,小球?qū)糁锌颖谏系淖畹忘c(diǎn)D點(diǎn);若A點(diǎn)小球拋出的同時(shí),在C點(diǎn)以初速度v2沿BA方向平拋另一相同質(zhì)量的小球并也能擊中D點(diǎn).已知COD=60°,且不計(jì)空氣阻力,則

A.兩小球同時(shí)落到D點(diǎn)

B.兩小球在此過(guò)程中動(dòng)能的增加量相等

C.在擊中D點(diǎn)前瞬間,重力對(duì)兩小球做功的功率不相等

D.兩小球初速度之比v1:v2=:3

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖甲所示,一質(zhì)量可忽略不計(jì)的長(zhǎng)為l的輕桿,一端穿在過(guò)O點(diǎn)的水平轉(zhuǎn)軸上,另一端固定一質(zhì)量未知的小球,整個(gè)裝置能繞O點(diǎn)在豎直面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。假設(shè)小球在最高點(diǎn)的速度和對(duì)桿的彈力分別用v、FN表示,其中小球在最高點(diǎn)對(duì)桿的彈力大小與速度平方的關(guān)系圖象如圖乙所示。則( )

A.重力加速度g=

B.小球的質(zhì)量m=l

C.當(dāng)v2=c時(shí),小球受到向上的支持力

D.當(dāng)c=2b時(shí),輕桿對(duì)小球的作用力大小為2a

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】有一電壓表V1,其量程為3V,內(nèi)阻約為3000Ω,現(xiàn)要準(zhǔn)確測(cè)量該電壓表的內(nèi)阻,提供的實(shí)驗(yàn)器材有:

A.電源E:電動(dòng)勢(shì)約15V,內(nèi)阻不計(jì);

B.電流表A1:量程1A,內(nèi)阻r1=2Ω;

C.電壓表V2:量程2V,內(nèi)阻r2=2000Ω;

D.定值電阻R1:阻值20Ω

E.定值電阻R2:阻值;

F.滑動(dòng)變阻器R0:最大阻值10Ω,額定電流1A;開(kāi)關(guān)S,導(dǎo)線若干。

(1)提供的實(shí)驗(yàn)器材中,應(yīng)選用的電表是_____、定值電阻是_____(填器材前的字母)

(2)請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)測(cè)量電壓表V1的實(shí)驗(yàn)電路圖,畫(huà)在虛線框內(nèi)_______(要求:滑動(dòng)變阻器要便于調(diào)節(jié))。

(3)I表示電流表A1的示數(shù)、U1表示電壓表V1的示數(shù),U2表示電壓表V2的示數(shù),寫(xiě)出計(jì)算電壓表V1內(nèi)阻的表達(dá)式RV1=____________。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】關(guān)于通電直導(dǎo)線在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中所受的安培力,下列說(shuō)法正確的是( )

A. 安培力的方向可以不垂直于直導(dǎo)線

B. 安培力的方向總是垂直于磁場(chǎng)的方向

C. 安培力的大小與通電直導(dǎo)線和磁場(chǎng)方向的夾角無(wú)關(guān)

D. 將直導(dǎo)線從中點(diǎn)折成直角,安培力的大小一定變?yōu)樵瓉?lái)的一半

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,頂角,的金屬導(dǎo)軌固定在水平面內(nèi),導(dǎo)軌處在方向豎直、磁感應(yīng)強(qiáng)度為的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中.一根與垂直的導(dǎo)體棒在水平外力作用下以恒定速度沿導(dǎo)軌向右滑動(dòng),導(dǎo)體棒的質(zhì)量為,導(dǎo)軌與導(dǎo)體棒單位長(zhǎng)度的電阻均為,導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸點(diǎn)的,導(dǎo)體棒在滑動(dòng)過(guò)程中始終保持與導(dǎo)軌良好接觸. 時(shí),導(dǎo)體棒位于頂角處,求:

1時(shí)刻流過(guò)導(dǎo)體棒的電流強(qiáng)度和電流方向.

2)導(dǎo)體棒作勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)水平外力的表達(dá)式.

3)導(dǎo)體棒在時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,質(zhì)量為1kg的小球用細(xì)繩拴著吊在行駛的汽車(chē)后壁上,繩與豎直方向夾角為=37°。已知g=10m/,sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:

1)汽車(chē)勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),細(xì)線對(duì)小球的拉力和車(chē)后壁對(duì)小球的支持力大小。

2)當(dāng)汽車(chē)以=2m/向右勻減速行駛時(shí),細(xì)線對(duì)小球的拉力和小球?qū)?chē)后壁的壓力大小。

3)當(dāng)汽車(chē)以=10m向右勻減速行駛時(shí),細(xì)線對(duì)小球的拉力和小球?qū)?chē)后壁的壓力大小。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】一質(zhì)點(diǎn)以某一初速度開(kāi)始做直線運(yùn)動(dòng),從質(zhì)點(diǎn)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)計(jì)時(shí),經(jīng)時(shí)間t質(zhì)點(diǎn)的位移為x,其圖象如圖所示。下列說(shuō)法正確的是( 。

A.質(zhì)點(diǎn)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)

B.任意相鄰的0.2s內(nèi),質(zhì)點(diǎn)位移差的大小均為0.04m

C.任意1s內(nèi),質(zhì)點(diǎn)速度增量的大小均為0.5m/s

D.質(zhì)點(diǎn)在1s末與3s末的速度方向相同

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