如圖所示,MN、PQ為足夠長的平行金屬導(dǎo)軌,間距L=0.50m,導(dǎo)軌平面與水平面間夾角θ=370,N、Q間連接一個(gè)電阻R=5.0Ω,勻強(qiáng)磁場垂直于導(dǎo)軌平面向上,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1.0T.將一根質(zhì)量m=0.050kg的金屬棒放在導(dǎo)軌的ab位置,金屬棒及導(dǎo)軌的電阻不計(jì).現(xiàn)由靜止釋放金屬棒,金屬棒沿導(dǎo)軌向下運(yùn)動(dòng)過程中始終與導(dǎo)軌垂直,且與導(dǎo)軌接觸良好.已知金屬棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.50,當(dāng)金屬棒滑行至cd處時(shí),其速度大小開始保持不變,位置cd與ab之間的距離s=2.0m.已知g=10m/s2,sin37°=0.60,cos37°=0.80.求:
(1)金屬棒沿導(dǎo)軌開始下滑時(shí)的加速度大小;
(2)金屬棒達(dá)到cd處的速度大;
(3)金屬棒由位置ab運(yùn)動(dòng)到cd的過程中,電阻R產(chǎn)生的熱量.
(1)設(shè)金屬桿的加速度大小為a,則
mgsinθ-μmgcosθ=ma
a=2.0m/s2
(2)設(shè)金屬棒達(dá)到cd位置時(shí)速度大小為v、電流為I,金屬棒受力平衡,有
mgsinθ=BIL+μmgcosθ
I=
BLv
R

解得v=2.0m/s
(3)設(shè)金屬棒從ab運(yùn)動(dòng)到cd的過程中,電阻R上產(chǎn)生的熱量為Q,由能量守恒,有mgs?sinθ=
1
2
mv2+μmgs?cosθ+Q

解得Q=0.10J
答:(1)金屬棒沿導(dǎo)軌開始下滑時(shí)的加速度大小為2m/s2
(2)金屬棒達(dá)到cd處的速度大小為2m/s.
(3)金屬棒由位置ab運(yùn)動(dòng)到cd的過程中,電阻R產(chǎn)生的熱量為0.10J.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

決定電路中感應(yīng)電動(dòng)勢的大小的是穿過這一電路的( 。
A.磁通量B.磁通量的變化量
C.磁通量的變化率D.以上說法都不對

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,有理想邊界的直角三角形區(qū)域abc內(nèi)部存在著兩個(gè)方向相反的垂直紙面的勻強(qiáng)磁場,e是斜邊ac上的中點(diǎn),be是兩個(gè)勻強(qiáng)磁場的理想分界線.現(xiàn)以b點(diǎn)為原點(diǎn)O,沿直角邊bc作x軸,讓在紙面內(nèi)與abc形狀完全相同的金屬線框ABC的BC邊處在x軸上,t=0時(shí)導(dǎo)線框C點(diǎn)恰好位于原點(diǎn)O的位置.讓ABC沿x軸正方向以恒定的速度v穿過磁場,現(xiàn)規(guī)定逆時(shí)針方向?yàn)閷?dǎo)線框中感應(yīng)電流的正方向,在下列四個(gè)i-x圖象中,能正確表示感應(yīng)電流隨線框位移變化關(guān)系的是( 。
A.B.C.D.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

正方形的導(dǎo)線框,質(zhì)量m=60g,邊長l=12cm,電阻R=0.06Ω,在豎直平面內(nèi)自由下落H=5m后,下框邊進(jìn)入水平方向的勻強(qiáng)磁場中,磁場方向與線框垂直,如圖所示,勻強(qiáng)磁場沿豎直方向的寬度h=l,線框通過勻強(qiáng)磁場區(qū)域時(shí)恰好勻速直線運(yùn)動(dòng),g=10m/s2,求:
(1)勻強(qiáng)磁場的磁感強(qiáng)度多大?
(2)線框通過磁場區(qū)域時(shí)產(chǎn)生了多少熱量?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:填空題

一個(gè)連有電容器的U形金屬框架放置在勻強(qiáng)磁場中,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,磁感線方向如圖,框架寬L,一根導(dǎo)體棒MN放置在框架上,棒與框架接觸良好且相互垂直,若棒向左以速度V勻速運(yùn)動(dòng),則電容器兩極板間的電勢差Uab=______;電容器______板帶正電荷.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖所示,A、B為同種材料制成的邊長均為L的正方形線框,B的質(zhì)量是A的質(zhì)量的兩倍,放在勻強(qiáng)磁場的上方,其磁場寬度為4L,兩線框的下邊距離磁場的上邊的高度均為h,讓它們同時(shí)由靜止釋放.問:
(1)A、B線框哪個(gè)先落地?請用學(xué)過的物理知識(shí)分析論證你的結(jié)論;
(2)落地時(shí),計(jì)算通過A、B兩個(gè)線框的電量之比;
(3)落地時(shí),能否判斷出哪個(gè)線框產(chǎn)生的熱量較多?若能,求出兩者產(chǎn)生的熱量之比;若不能,請說明理由.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖半徑為r的光滑金屬圓環(huán),被固定于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B方向垂直于圓環(huán)平面向里的勻強(qiáng)磁場中.一根金屬桿ab在平行圓環(huán)平面且垂直桿的拉力作用下,沿圓環(huán)以速度v作勻速直線運(yùn)動(dòng).設(shè)金屬圓環(huán)和金屬桿每單位長度的電阻都是R0.求桿運(yùn)動(dòng)到離圓心O的距離為
r
2
時(shí),拉力的牽引功率.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:多選題

如圖所示,通電直導(dǎo)線cd右側(cè)有一個(gè)金屬框與導(dǎo)線cd在同一平面內(nèi),金屬棒ab放在框架上,若ab受到向左的磁場力,則cd中電流的變化情況是( 。
A.cd中通有由d→c方向逐漸減小的電流
B.cd中通有由d→c方向逐漸增大的電流
C.cd中通有由c→d方向逐漸減小的電流
D.cd中通有由c→d方向逐漸增大的電流

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:填空題

如圖,Ⅰ和Ⅱ是一對異名磁極,ab為放在其間的金屬棒.a(chǎn)b和cd用導(dǎo)線連成一個(gè)閉合回路.當(dāng)ab棒向左運(yùn)動(dòng)時(shí),cd導(dǎo)線受到向下的磁場力.由此可知Ⅰ是______極(填空“N”或“S”),a、b兩點(diǎn)的電勢φa______φb(填空“>”、“<”或“=”).

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