【題目】如圖甲所示,彎折成90°角的兩根足夠長(zhǎng)金屬導(dǎo)軌豎直放置,兩折點(diǎn)連線垂直每根導(dǎo)軌所在豎直面,形成左右兩導(dǎo)軌平面,左導(dǎo)軌平面與水平面成53°角,右導(dǎo)軌平面與水平面成37°角,兩導(dǎo)軌相距L=0.4 m,電阻不計(jì)。質(zhì)量均為m=0.2 kg,接入導(dǎo)軌間的電阻均為R=0.2 Ω的金屬桿abcd與導(dǎo)軌垂直接觸形成閉合回路,兩金屬桿與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同,整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=1.0 T,方向平行于左導(dǎo)軌平面且垂直右導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。t=0時(shí)刻,ab桿以初速度v1沿右導(dǎo)軌平面下滑。t=l s時(shí),對(duì)ab桿施加一垂直ab桿且平行右導(dǎo)軌平面向下的力F,使ab開(kāi)始作勻加速直線運(yùn)動(dòng)。cd桿運(yùn)動(dòng)的v-t圖象如圖乙所示,其中第1 s內(nèi)圖線為直線,虛線為t=2 s時(shí)圖線的切線,與時(shí)間軸交于t=3 s。若兩桿下滑過(guò)程均保持與導(dǎo)軌垂直且接觸良好,g10 m/s2sin37°=0.6,cos37°=0.8。求:

(1)金屬桿與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ;

(2)ab桿的初速度v1;

(3)若第2 s內(nèi)力F所做的功為18.1 J,求第2 s內(nèi)cd桿所產(chǎn)生的焦耳熱。

【答案】1;(2;(3。

【解析】試題分析:(1ab桿沿左側(cè)導(dǎo)軌下滑,根據(jù)右手定則可知ab桿中感應(yīng)電流由ab,則cd桿中電流由dc,根據(jù)左手定則可知cd桿受到的安培力垂直于右側(cè)導(dǎo)軌向下。

根據(jù)v﹣t圖象可知,c d桿在第1s內(nèi)的加速度

對(duì)cd桿受力分析,根據(jù)牛頓第二定律,有:

安培力

2)對(duì)cd桿:安培力

回路中電流

對(duì)ab桿:感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律

解得:ab桿的初速度

3)根據(jù)v﹣t圖象可知,c d桿在第3s內(nèi)做勻減速運(yùn)動(dòng),加速度

對(duì)cd桿受力分析,根據(jù)牛頓第二定律,有:

解得安培力

可得

2s時(shí)ab桿的速度

2s內(nèi)ab桿做勻加速運(yùn)動(dòng),ab桿的位移

對(duì)ab桿,根據(jù)動(dòng)能定理,有:

解得安培力做功

回路中產(chǎn)生的焦耳熱

解得:第2s內(nèi)cd桿所產(chǎn)生的焦耳熱

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】引力波的發(fā)現(xiàn)證實(shí)了愛(ài)因斯坦100年前所做的預(yù)測(cè)。1974年發(fā)現(xiàn)了脈沖雙星間的距離在減小就已間接地證明了引力波的存在。如果將該雙星系統(tǒng)簡(jiǎn)化為理想的圓周運(yùn)動(dòng)模型,如圖所示,兩星球在相互的萬(wàn)有引力作用下,繞O點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。由于雙星間的距離減小,則(  )

A. 兩星的運(yùn)動(dòng)周期均逐漸減小

B. 兩星的運(yùn)動(dòng)角速度均逐漸減小

C. 兩星的向心加速度均逐漸減小

D. 兩星的運(yùn)動(dòng)速度均逐漸減小

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,傾角為的斜面體固定在水平地面上,一根不可伸長(zhǎng)的輕繩兩端分別系著小球A和物塊B,跨過(guò)固定于斜面體頂端的定滑輪O(不計(jì)滑輪的摩擦),A的質(zhì)量為mB的質(zhì)量為4m.開(kāi)始時(shí),用手托住A,使OA段繩恰好處于水平伸直狀態(tài)(繩中無(wú)拉力),OB繩平行于斜面,此時(shí)B靜止不動(dòng),將A由靜止釋放,在其下擺過(guò)程中B始終保持靜止.則在繩子到達(dá)豎直位置之前,下列說(shuō)法正確的是

A. 小球A運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)物塊B所受的摩擦力為mg

B. 物塊B受到的摩擦力方向沒(méi)有發(fā)生變化

C. 若適當(dāng)增加OA段繩子的長(zhǎng)度,物塊可能發(fā)生運(yùn)動(dòng)

D. 地面對(duì)斜面體的摩擦力方向一定水平向右

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示電路中,電流表A和電壓表V均可視為理想電表.現(xiàn)閉合開(kāi)關(guān)S后,將滑動(dòng)變阻器滑片P向左移動(dòng),下列說(shuō)法正確的是( )

A. 電流表A的示數(shù)變小,電壓表V的示數(shù)變大

B. 小燈泡L變亮

C. 電容器C上電荷量減少

D. 電源的總功率變大

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖,質(zhì)量為mb球靜置在水平固定軌道BC的左端C處。質(zhì)量為2ma球從距水平軌道BC高度為hA處由靜止釋放,沿ABC光滑軌道滑下。a球滑到C處與b球發(fā)生正碰,并與b球粘合在一起沿水平方向飛出,最后落在地面上的D點(diǎn)。已知水平軌道BC距地面的高度為H,重力加速度g。求:

(1)a球與b球碰前瞬間,a球的速度大小;

(2)C、D兩點(diǎn)之間的水平距離和碰撞過(guò)程中損失的機(jī)械能。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖甲所示,光滑且足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ固定在同一水平面上,兩導(dǎo)軌間距L=0.3m。導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì),其間連接有固定電阻R=0.4。導(dǎo)軌上停放一質(zhì)量m=0.1kg、電阻r=0.2的金屬桿ab,整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向豎直向下。利用一外力F沿水平方向拉金屬桿ab,使之由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng),電壓傳感器可將R兩端的電壓U即時(shí)采集并輸入電腦,獲得電壓U隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖乙所示。

(1)當(dāng)ab桿的速度為v時(shí),用題中相關(guān)字母表示U與v的關(guān)系;

(2)試證明金屬桿做勻加速直線運(yùn)動(dòng),并計(jì)算加速度的大小;

(3)如果水平外力從靜止開(kāi)始拉動(dòng)桿2s所做的功為0.3J,求回路中定值電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱是多少。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示的電路中,三個(gè)燈泡L1、L2、L3的電阻關(guān)系為R1<R2<R3。電感L的電阻可忽略。D為理想二極管。開(kāi)關(guān)K從閉合狀態(tài)突然斷開(kāi)時(shí)。下列判斷正確的是(  )

A. L1逐漸變暗,L2、L3均先變亮然后逐漸變暗

B. L1逐漸變暗,L2立即熄滅,L3先變亮然后逐漸變暗

C. L2立即熄滅,L1、L3均逐漸變暗

D. L1、L2、L3均先變亮然后逐漸變暗

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】某物理研究小組利用圖甲裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律,在鐵架臺(tái)上安裝有一電磁鐵(固定不動(dòng))和一光電門(可上下移動(dòng)),電磁鐵通電后將鋼球吸住,然后斷電,鋼球自由下落,并通過(guò)光電門,計(jì)時(shí)裝置可測(cè)出鋼球通過(guò)光電門的時(shí)間。

(1)用10分度的游標(biāo)卡尺測(cè)量鋼球的直徑,示數(shù)如圖乙所示,可知鋼球的直徑D=____cm。

(2)多次改變光電門的位置,測(cè)量出光電門到電磁鐵下端O的距離為h(h》D),并計(jì)算出小球經(jīng)過(guò)光電門時(shí)的速度v,若空氣阻力可以忽略不計(jì),則下列關(guān)于v2h的圖象可能正確的是________。

(3)鋼球通過(guò)光電門的平均速度____(選填“大于”或“小于”)鋼球球心通過(guò)光電門的瞬時(shí)速度,由此產(chǎn)生的誤差_______(選填“能”或“不能”)通過(guò)增加實(shí)驗(yàn)次數(shù)減小。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】交流發(fā)電機(jī)線圈電阻r=1 Ω,用電器電阻R=9 Ω,電壓表示數(shù)為9 V。如圖所示,那么該交流發(fā)電機(jī)(  )

A. 電動(dòng)勢(shì)的峰值為10 V

B. 交流發(fā)電機(jī)線圈自中性面轉(zhuǎn)過(guò)90°的過(guò)程中的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為

C. 交流發(fā)電機(jī)線圈通過(guò)中性面時(shí)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值

D. 電動(dòng)勢(shì)的有效值為9 V

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