【題目】如圖甲所示,質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒ab,垂直放在相距為l的平行光滑金屬軌道上.導(dǎo)軌平面與水平面間的夾角θ=30°,圖中間距為d的兩虛線和導(dǎo)軌圍成一個矩形區(qū)域,區(qū)域內(nèi)存在方向垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強磁場.導(dǎo)軌上端通過一個電流傳感器A連接一個定值電阻,回路中定值電阻除外的其余電阻都可忽略不計.用一平行于導(dǎo)軌的恒定拉力拉著棒,使棒從距離磁場區(qū)域為d處由靜止開始沿導(dǎo)軌向上運動,當(dāng)棒運動至磁場區(qū)域上方某位置時撤去拉力.棒開始運動后,傳感器記錄到回路中的電流I隨時間t變化的It圖象如圖乙所示.已知重力加速度為g,導(dǎo)軌足夠長.求:

(1)拉力F的大小和勻強磁場的磁感應(yīng)強度B的大。

(2)定值電阻R的阻值.

(3)拉力F作用過程棒的位移x

【答案】(1) (2) (3)x=3d

【解析】【試題分析】(1)由圖乙知,棒進入磁場運動過程,回路中電流均保持不變,說明棒在磁場中做勻速運動.研究棒在磁場中向下運動的過程,根據(jù)平衡條件和安培力公式結(jié)合求出磁感應(yīng)強度B的大。芯堪粼诖艌鲋邢蛏线\動的過程,根據(jù)平衡條件和安培力公式結(jié)合求拉力F的大小.

(2)棒開始運動直到進入磁場過程,運用動能定理列式得到棒進入磁場時的速度,再由歐姆定律求出電阻值.

(3)棒離開磁場后拉力作用的位移為(x-2d),從棒離開磁場到再次進入磁場過程,由動能定理得求出棒第二次在磁場中運動時的速度,再由歐姆定律列式,聯(lián)立求出位移x

(1)棒進入磁場運動過程,回路中電流均保持不變,說明棒在磁場中做勻速運動,在磁場中向下運動過程,有:mgsinθ=2BI0l

解得磁感應(yīng)強度大小為:

在磁場中向上運動過程,有:F=mgsinθ+BI0l

解得拉力大小為:

(2)棒開始運動直到進入磁場過程,由動能定理得:

棒進入磁場后回路中的電流為:

解得定值電阻的阻值為:

(3)棒離開磁場后拉力作用的位移為(x-2d),從棒離開磁場到再次進入磁場過程,

由動能定理得:

棒第二次在磁場中運動過程回路中的電流為:

解得拉力F作用過程棒的位移為:x=3d

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖為發(fā)電廠向遠處用戶的輸電電路示意圖,升壓變壓器和降壓變壓器均為理想變壓器,發(fā)電廠的輸出電壓和輸電線的電阻均不變.若輸送功率增大,下列說法中正確的有( )

A.升壓變壓器的輸出電壓增大

B.降壓變壓器的輸出電壓增大

C.輸電線上損耗的功率增大

D.輸電線上損耗的功率占總功率的比例增大

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示是“用圓錐擺實驗驗證向心力公式”的實驗,細線下懸掛了一個質(zhì)量為m的小鋼球,細線上端固定在O點。將畫有幾個同心圓的白紙置于水平桌面上,使小鋼球靜止時(細線張緊)正好位于同心圓圓心處。用手帶動小鋼球,設(shè)法使它沿紙上的某個圓周運動,隨即手與球分離。(當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間)。

(1)用秒表記錄小鋼球運動n圈的時間t,從而測出此時鋼球做勻速圓周運動的周期T=_________;

(2)再通過紙上的圓,測出小鋼球的做勻速圓周運動的半徑R; 可算出小鋼球做勻速圓周運動所需的向心力F=____________

(3)為了驗證向心力公式,現(xiàn)測量出細繩長度L,請用m、g、L、R表示出小鋼球做勻速圓周運動時所受的合力F=_______________(小鋼球的直徑與繩長相比可忽略)

(4)這一實驗方法簡單易行,但是有幾個因素可能會影響實驗的成功,請寫出一條:_________。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,勁度系數(shù)為k的輕彈簧的一端固定在墻上,另一端與置于水平面上質(zhì)量為m的物體接觸(未連接),彈簧水平且無形變。用水平力,緩慢推動物體,在彈性限度內(nèi)彈簧長度被壓縮了x0, 此時物體靜止。撤去F后,物體開始向左運動,運動的最大距離為4x0。物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為μ,重力加速度為g。則( )

A. 撤去F后,物體先做勻加速運動,再做勻減速運動

B. 撤去F后,物體剛運動時的加速度大小為

C. 物體做勻減速運動的時間為2

D. 物體開始向左運動到速度最大的過程中克服摩擦力做的功為

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】(1)甲同學(xué)采用頻閃照相法研究平拋運動。圖為小球做平拋運動時所拍攝的閃光照片的一部分,小方格的邊長為5cm,已知閃光頻率是10Hz,則A、B兩點之間的時間間隔是_______s ,小球的初速度大小為 ______ m/s,A點 _________(是/不是)拋出點,小球在B點時的瞬時速度大小為 ______ m/s。(g=10m/s2

(2)以下說法正確的是________

A.實驗時必須減少小球與斜槽間的摩擦

B.以斜槽末端口為原點建立坐標系,計算水平拋出的初速度v0會比實際值大

C.實驗中重錘線的作用在于指示實驗器的平板是否處于豎直平面內(nèi)

D.小球放置在槽口處軌道上能保持靜止,說明軌道水平

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖,質(zhì)量均為m的兩球A、B置于水平光滑桌面上,用一勁度系數(shù)為K的彈簧相連,一長為L1的細線與A相連,細線的另一端栓在豎直軸OO′上,當(dāng)A與B均以角速度ω繞OO′做勻速圓周運動時,彈簧長度為L2

(1)此時彈簧伸長量△x多大?繩子拉力T多大?

(2)將線突然燒斷瞬間,A,B兩球加速度各多大?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在下列物理量的單位中,屬于國際單位制中基本單位的是

A. 毫米(mm) B. (s) C. 牛頓(N) D. (g)

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在垂直紙面向里的有界勻強磁場中放置了矩形線圈abcd.線圈cd邊沿豎直方向且與磁場的右邊界重合.線圈平面與磁場方向垂直.從t0時刻起,線圈以恒定角速度ωcd邊沿圖所示方向轉(zhuǎn)動,規(guī)定線圈中電流沿abcda方向為正方向,則從t0tT時間內(nèi),線圈中的電流I隨時間t變化關(guān)系圖象為(   )

A.

B.

C.

D.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】關(guān)于超重和失重的下列說法中正確的是

A. 電梯向上加速運動時,電梯內(nèi)的人處于超重狀態(tài)

B. 電梯向上減速運動時,電梯內(nèi)的人處于超重狀態(tài)

C. 電梯向下加速運動時,電梯內(nèi)的人處于失重狀態(tài)

D. 電梯向下減速運動時,電梯內(nèi)的人處于失重狀態(tài)

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案