【題目】如圖所示,固定光滑金屬導軌間距為L,導軌電阻不計,上端a、b間接有阻值為R的電阻,導軌平面與水平面的夾角為θ,且處在磁感應強度大小為B、 方向垂直于導軌平面向上的勻強磁場中.質(zhì)量為m、電阻為r的導體棒與固定彈簧相連后放在導軌上.初始時刻,彈簧恰處于自然長度,導體棒具有沿導軌向上的初速度v0.整個運動過程中導體棒始終與導軌垂直并保持良好接觸.已知彈簧的勁度系數(shù)為k,彈簧的中心軸線與導軌平行.

(1)求初始時刻通過電阻R的電流I的大小和方向;

(2)當導體棒第一次回到初始位置時,速度變?yōu)?/span>v,求此時導體棒的加速度大小a.

【答案】(1)  電流方向為ba (2)gsin θ

【解析】

(1)導體棒產(chǎn)生的感應電動勢為:E1BLv0

根據(jù)閉合電路歐姆定律得通過R的電流大小為:

根據(jù)右手定則判斷得知:電流方向為ba

(2)導體棒第一次回到初始位置時產(chǎn)生的感應電動勢為:E2BLv

根據(jù)閉合電路歐姆定律得感應電流為:

導體棒受到的安培力大小為:FBIL ,方向沿斜面向上;導體棒受力如圖所示:

根據(jù)牛頓第二定律有:mgsin θFma

解得:agsin θ

練習冊系列答案
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【題目】如圖所示,直角坐標系xOy位于豎直平面內(nèi),在x軸下方存在勻強磁場和勻強電場,磁場的磁感應強度大小為B,方向垂直xOy平面向里,電場線平行于y軸。一質(zhì)量為m、帶電量為 +q的小球,從y軸上的A點水平向右拋出,經(jīng)x軸上M點進入電磁場,恰能做勻速圓周運動,從x軸上的N點第一次離開電磁場,MN之間的距離為L,小球過M 點時的速度方向與x軸正方向夾角為θ。不計空氣阻力,重力加速度為g,求:

1)電場強度E的大小和方向;

2)小球從A點拋出時初速度v0的大。

3)現(xiàn)使x軸下方的勻強磁場消失,x軸下方只有平行于y軸的勻強電場,當電場強度調(diào)整為多大時能使小球也經(jīng)過N點。

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某種型號的飛行時間質(zhì)譜儀結構簡圖如圖所示:主要由脈沖閥,激光器,、兩平行極板間的加速電場,、間的無場漂移區(qū)(該區(qū)域不存在電場)以及緊鄰無場漂移區(qū)的探測器組成,探測器可以接收和觀察帶電粒子.板上的小孔板上小孔的連線垂直于、兩板.已知、兩板間距為、電壓為;間的無場漂移區(qū)的長度為

測量時,儀器內(nèi)部處于真空狀態(tài),脈沖閥釋放微量氣體,經(jīng)激光照射,氣體微粒成為帶電粒子,帶電粒子從板上的小孔進入電場,從板上小孔射出,沿方向進入無場漂移區(qū),然后到達探測器.忽略帶電粒子進入板時的速度,不計粒子所受重力和粒子間的相互作用.

1)試定性描述從小孔到達探測器的過程中,帶電粒子的速度變化情況;

2)若某帶電粒子從小孔到達探測器的總飛行時間為,求該粒子的比荷;

3)增大帶電粒子在質(zhì)譜儀中的飛行時間,可以提高測量粒子比荷的準確程度.為了提高測量的準確程度,在、兩板間電壓不變的情況下,請根據(jù)儀器的工作原理,提出一個改進儀器結構的合理設想.

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A.小物體到達圓弧底端時,重力做功的瞬時功率為0

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C.t時刻小物體的重力勢能為

D.t時刻小物體的機械能為

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【題目】某實驗小組利用圖甲所示的裝置進行探究加速度與力、質(zhì)量的關系的實驗。小車及車中的砝碼質(zhì)量用M表示,鉤碼質(zhì)量用m表示,小車的加速度可由打點計時器打出的點計算出:

實驗時,某同學沒有進行平衡摩擦力這一步驟,他將每組數(shù)據(jù)在坐標紙上描點、畫線得到a-F圖象,可能是圖乙中的_________圖線;(選填A、B、C

關于本實驗,下列說法正確的是_________。

A.實驗時應先釋放小車后接通電源

B.小車質(zhì)量應遠遠大于鉤碼的質(zhì)量

C.每次改變小車質(zhì)量時,都應重新平衡摩擦力

D.平衡摩擦力時,應將鉤碼用細線繞過定滑輪系在小車上

E.小車運動的加速度可用天平測出mM,直接用公式求出

如圖丙為本實驗中得到的一條清晰紙帶,紙帶上兩相鄰計數(shù)點的時間間隔T=0.10s,由該紙帶可求得小車的加速度a=_________m/s2。(計算結果保留兩位有效數(shù)字)

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B.線圈中的感應電流產(chǎn)生的磁場總是與磁鐵產(chǎn)生的磁場方向相同

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A.B.

C.D.

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1)勻強磁場的磁感應強度及粒子的速度大;

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(1)當金屬棒的速度為2m/s2時的加速度;

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(3)若金屬棒從開始運動到獲得最大速度在導軌上滑行的距離是2.5m,求這一過程中R上產(chǎn)生的焦耳熱。

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