【題目】如圖甲所示,兩根足夠長的直金屬導(dǎo)軌MN、PQ平行放置在傾角為的絕緣斜面上,兩導(dǎo)軌間距為M、P兩點(diǎn)間接有阻值為的電阻。一根質(zhì)量為的均勻直金屬桿ab放在兩導(dǎo)軌上,并與導(dǎo)軌垂直。整套裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向垂直斜面向下。導(dǎo)軌和金屬桿的電阻可忽略。讓ab竹沿導(dǎo)軌由靜止開始下滑,導(dǎo)軌和金屬桿接觸良好,不計(jì)它們之間的摩擦。

1)由ba方向看到的裝置如圖乙所示,在此圖中畫出ab桿下滑過程中某時(shí)刻的受力示意圖。

2)在加速下滑過程中,當(dāng)ab桿的速度大小為時(shí),求此時(shí)ab桿中的電流及其加速度的大小。

3)求在下滑過程中,ab桿可以達(dá)到的速度最大值。

4)若金屬桿的電阻值為,導(dǎo)體下滑距離時(shí)達(dá)到了最大速度。求導(dǎo)體在下滑至最大速度過程中電阻R上所產(chǎn)生的焦耳熱Q

【答案】1)圖見解析;(22A4m/s2.(312m/s432J

【解析】

1ab桿受三個(gè)力:重力mg,豎直向下;支持力N,垂直斜面向上;安培力F,沿斜面向上.受力示意圖如圖所示.


2)當(dāng)ab桿速度為v時(shí),感應(yīng)電動(dòng)勢(shì):

E=BLv=4V

此時(shí)電路中電流:

ab桿受到的安培力:

F=BIL=2N

根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律得:

mgsinθ-F=ma

解得

a=4m/s2

3)達(dá)到最大速度時(shí)滿足:

mgsinθ=F

解得

vm=12m/s

4)在ab桿從靜止開始沿斜面下滑過程中,已知當(dāng)下滑距離為s=20m時(shí),速度已達(dá)到最大值,根據(jù)平衡條件知

根據(jù)能量守恒知

根據(jù)電路特點(diǎn)知R上熱量為

聯(lián)立并帶入數(shù)據(jù)可得:

QR=32J

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,長方體物塊上固定一長為L的豎直桿,物塊及桿的總質(zhì)量為如2m.質(zhì)量為m的小 環(huán)套在桿上,當(dāng)小環(huán)從桿頂端由靜止下滑時(shí),物塊在水平拉力F作用下,從靜止開始沿光滑 水平面向右勻加速運(yùn)動(dòng),環(huán)落至桿底端時(shí),物塊移動(dòng)的距離為2L,已知F=3mg,重力加速度為g.則小環(huán)從頂端下落到底端的運(yùn)動(dòng)過程

A.小環(huán)通過的路程為

B.小環(huán)所受摩擦力為

C.小環(huán)運(yùn)動(dòng)的加速度為

D.小環(huán)落到底端時(shí),小環(huán)與物塊及桿的動(dòng)能之比為5:8

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】測(cè)定玻璃的折射率的實(shí)驗(yàn)中,在白紙上放好玻璃磚,aabb分別是玻璃磚與空氣的兩個(gè)界面,如圖所示,在玻璃磚的一側(cè)插上兩枚大頭針P1 P2 , “+”表示大頭針的位置,然后在另一側(cè)透過玻璃磚觀察,并依次插上大頭針P3P4 在插P3P4時(shí),應(yīng)使(

A.P3只擋住P1的像

B.P4只擋住P2的像

C.P3同時(shí)擋住P1P2的像

D.以上做法均不完備

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某靜電除塵設(shè)備集塵板的內(nèi)壁帶正電,設(shè)備中心位置有一個(gè)帶負(fù)電的放電極,它們之間的電場(chǎng)線分布如圖所示,虛線為某帶電煙塵顆粒(重力不計(jì))的運(yùn)動(dòng)軌跡,A、B是軌跡上的兩點(diǎn),C點(diǎn)與B點(diǎn)關(guān)于放電極對(duì)稱。下列說法正確的是( )

A.A點(diǎn)電勢(shì)低于B點(diǎn)電勢(shì)

B.A點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度小于C點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度

C.煙塵顆粒在A點(diǎn)的動(dòng)能大于在B點(diǎn)的動(dòng)能

D.煙塵顆粒在A點(diǎn)的電勢(shì)能大于在B點(diǎn)的電勢(shì)能

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,水平傳送帶由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng),并始終保持以速度v勻速運(yùn)動(dòng),現(xiàn)將質(zhì)量為m的物塊由靜止放在傳送帶的左端,過一會(huì)兒物塊能保持與傳送帶相對(duì)靜止,設(shè)物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,對(duì)于這一過程,下列說法正確的是( 。

A.摩擦力對(duì)物塊做的功為0.5mv2

B.物塊對(duì)傳送帶做功為0.5mv2

C.系統(tǒng)摩擦生熱為0.5mv2

D.電動(dòng)機(jī)多做的功為mv2

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,斜劈A靜止放置在水平地面上,木樁B固定在水平地面上,彈簧K把物體與木樁相連,彈簧與斜面平行。質(zhì)量為m的物體和人在彈簧K的作用下沿斜劈表面向下運(yùn)動(dòng),此時(shí)斜劈A受到地面的摩擦力方向向左。則下列說法正確的是:

A.若撤去彈簧,物體和人的加速度方向可能沿斜面向上

B.若撤去彈簧,物體和人仍向下運(yùn)動(dòng),A受到的摩擦力方向可能向右

C.若人從物體m離開,物體m仍向下運(yùn)動(dòng),A受到的摩擦力一定向左

D.若撤去彈簧同時(shí)人從物體m離開,物體m向下運(yùn)動(dòng),A可能不再受到地面摩擦力

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,粗糙的水平面上有一根右端固定的輕彈簧,其左端自由伸長到b點(diǎn),質(zhì)量為2kg的滑塊從a點(diǎn)以初速度v06m/s開始向右運(yùn)動(dòng),與此同時(shí),在滑塊上施加一個(gè)大小為20N,與水平方向夾角為的恒力F,滑塊將彈簧壓縮至c點(diǎn)時(shí),速度減小為零,然后滑塊被反彈至d點(diǎn)時(shí),速度再次為零,己知ab間的距離是2mdab的中點(diǎn),bc間的距離為0.5m,g10m/s2,,則下列說法中正確的是( )

A.滑塊運(yùn)動(dòng)至b點(diǎn)時(shí),一接觸彈簧就開始減速

B.滑塊從c點(diǎn)被反彈至d點(diǎn)的過程中因摩擦產(chǎn)生的熱量為36J

C.滑塊與水平面間的摩擦因數(shù)為0.3

D.彈簧的最大彈性勢(shì)能為36J

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】卡文迪許巧妙地利用扭秤裝置,第一次在實(shí)驗(yàn)室里測(cè)出了萬有引力常量的數(shù)值,在他的實(shí)驗(yàn)裝置中,下列哪些措施是為了測(cè)量極小的引力而采取的( )

A.將測(cè)量力變?yōu)闇y(cè)量力矩B.使固定小球的質(zhì)量盡可能大些

C.用鏡尺法顯示扭秤的偏轉(zhuǎn)情況D.把實(shí)驗(yàn)裝置放在恒溫箱內(nèi)

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,一根輕彈簧一端固定在O點(diǎn),另一端固定一個(gè)帶有孔的小球,小A球套在固定的豎直光滑桿上,小球位于圖中的A點(diǎn)時(shí),彈簧處于原長現(xiàn)將小球從A點(diǎn)由靜止釋放,小球向下運(yùn)動(dòng),經(jīng)過與A點(diǎn)關(guān)于B點(diǎn)對(duì)稱的C點(diǎn)后,小球能運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)D點(diǎn),OB垂直于桿,則下列結(jié)論正確的是

A. 小球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)的過程中,其最大加速度一定大于重力加速度g

B. 小球從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的過程,小球的重力勢(shì)能和彈簧的彈性勢(shì)能之和可能增大

C. 小球運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí),重力對(duì)其做功的功率最大

D. 小球在D點(diǎn)時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能一定最大

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