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如圖(a)所示,平行金屬導軌MN、PQ光滑且足夠長,固定在同一水平面上,兩導軌間距L=0.25m,電阻R=0.5Ω,導軌上停放一質量m=0.1kg、電阻r=0.1Ω的金屬桿,導軌電阻可忽略不計,整個裝置處于磁感強度B=0.4T的勻強磁場中,磁場方向豎直向下,現(xiàn)用一外力F沿水平方向拉桿,使其由靜止開始運動,理想電壓表的示數(shù)U隨時間t變化的關系如圖(b)所示。試分析與求:
(1)分析證明金屬桿做勻加速直線運動;
(2)求金屬桿運動的加速度;
(3)寫出外力F隨時間變化的表達式;
(4)求第2.5s末外力F的瞬時功率。

    

解:(1),即金屬桿做勻加速運動
(2)
(3)
(4)

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源: 題型:

如圖a所示,平行金屬板A、B間的電壓UAB=200V,B板有一小孔O,靠近B板有一固定的絕緣圓筒,其橫截面半徑R=
3
m,O′在圓筒軸線上,筒壁有小孔H,O′HO共線且連線與圓筒軸線、B板均垂直,交A板于P點.現(xiàn)有一比荷
q
m
=100C/kg的帶正電粒子,從A板上的P點附近由靜止釋放,在電場力作用下沿OO′方向射入圓筒.從粒子進入圓筒開始(計時零點),在圓筒內加入方向與軸線平行的交變磁場,磁感應強度隨時間變化如圖b(垂直紙面向里為磁場正方向),粒子在磁場力作用下發(fā)生偏轉并與筒壁碰撞.(粒子與筒壁碰撞前后動能和電量均不變,且不計重力,忽略碰撞所用時間及磁場變化產生的感應影響.)問:
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(1)粒子第一次到達O點時的速率為多大?
(2)如果圖b中的t1時刻就是粒子進入圓筒后第一次碰撞到圓筒的時刻,t1的值是多少?
(3)如果圖b中的t1和t1+t2時刻分別是粒子進入圓筒后第一次和第二次碰撞到圓筒的時刻,要使粒子能做周期性的往返運動,則金屬板A和B間的距離d至少為多大?

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖(a)所示,平行金屬板A和B間的距離為d,現(xiàn)在A、B板上加上如圖(b)所示的方波形電壓,t=0時A板比B板的電勢高,電壓的正向值為U0,反向值也為U0,現(xiàn)有由質量為m的帶正電且電荷量為q的粒子組成的粒子束,從AB的中點O以平行于金屬板方向OO/的速度射入,所有粒子在AB間的飛行時間均為T,不計重力影響。

(1)求粒子打出電場時位置離O/點的距離范圍

(2)求粒子飛出電場時的速度

(3)若要使打出電場的粒子經某一圓形區(qū)域的勻強磁場偏轉后都能通過圓形磁場邊界的一個點處,而便于再收集,則磁場區(qū)域的最小直徑和相應的磁感應強度是多大?

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科目:高中物理 來源: 題型:

(17分) 如圖(a)所示,平行金屬板A和B間的距離為d,現(xiàn)在A、B板上加上如圖(b)所示的方波形電壓,t=0時A板比B板的電勢高,電壓的正向值為U0,反向值也為U0,現(xiàn)有由質量為m的帶正電且電荷量為q的粒子組成的粒子束,從AB的中點O以平行于金屬板方向OO/的速度射入,所有粒子在AB間的飛行時間均為T,不計重力影響。

(1)求粒子打出電場時位置離O/點的距離范圍

(2)求粒子飛出電場時的速度

(3)若要使打出電場的粒子經某一圓形區(qū)域的勻強磁場偏轉后都能通過圓形磁場邊界的一個點處,而便于再收集,則磁場區(qū)域的最小直徑和相應的磁感應強度是多大?

 

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖(a)所示,平行金屬板A和B間的距離為d,現(xiàn)在A、B板上加上如圖(b)所示的方波形電壓,t=0時A板比B板的電勢高,電壓的正向值為U0,反向值也為U0,現(xiàn)有由質量為m的帶正電且電荷量為q的粒子組成的粒子束,從AB的中點O以平行于金屬板方向OO'的速度v0=不斷射入,所有粒子在AB間的飛行時間均為T,不計重力影響。試求:

(1)粒子打出電場時位置離O'點的距離范圍

(2)粒子射出電場時的速度大小及方向

(3)若要使打出電場的粒子經某一垂直紙面的圓形區(qū)域勻強磁場偏轉后,都能通過圓形磁場邊界的一個點處,而便于再收集,則磁場區(qū)域的最小半徑和相應的磁感強度是多大?

 

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科目:高中物理 來源:2010年江蘇省揚州中學高三第四次模擬考試物理試題 題型:計算題

(17分)如圖(a)所示,平行金屬板A和B間的距離為d,現(xiàn)在A、B板上加上如圖(b)所示的方波形電壓,t=0時A板比B板的電勢高,電壓的正向值為U0,反向值也為U0,現(xiàn)有由質量為m的帶正電且電荷量為q的粒子組成的粒子束,從AB的中點O以平行于金屬板方向OO/的速度射入,所有粒子在AB間的飛行時間均為T,不計重力影響。
(1)求粒子打出電場時位置離O/點的距離范圍
(2)求粒子飛出電場時的速度
(3)若要使打出電場的粒子經某一圓形區(qū)域的勻強磁場偏轉后都能通過圓形磁場邊界的一個點處,而便于再收集,則磁場區(qū)域的最小直徑和相應的磁感應強度是多大?

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