【題目】如圖1所示,水平面上有兩根足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN和PQ,兩導(dǎo)軌間距為l,電阻均可忽略不計(jì)。在M和P之間接有阻值為R的定值電阻,導(dǎo)體桿ab質(zhì)量為m、電阻為r,并與導(dǎo)軌接觸良好。整個(gè)裝置處于方向豎直向上磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,F(xiàn)給ab桿一個(gè)初速度v0,使桿向右運(yùn)動(dòng)。

1當(dāng)ab桿剛好具有初速度v0時(shí),求此時(shí)ab桿兩端的電壓U,a、b兩端哪端電勢(shì)高;

2請(qǐng)?jiān)趫D2中定性畫(huà)出通過(guò)電阻R的電流i隨時(shí)間變化規(guī)律的圖象;

3若將M和P之間的電阻R改為接一電容為C的電容器,如圖3所示。同樣給ab桿一個(gè)初速度v0,使桿向右運(yùn)動(dòng)。請(qǐng)分析說(shuō)明ab桿的運(yùn)動(dòng)情況,并推導(dǎo)證明桿穩(wěn)定后的速度為 。

【答案】1;a端電勢(shì)高;

2如圖所示;

3證明過(guò)程見(jiàn)解析

【解析】

試題分析:1ab桿切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) E = Blv0

根據(jù)全電路歐姆定律

ab桿兩端電壓即路端電壓

聯(lián)立解得 a端電勢(shì)高

2圖像如圖所示

3分析:當(dāng)ab桿以初速度0開(kāi)始切割磁感線時(shí),產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),電路開(kāi)始給電容器充電,有電流通過(guò)ab桿,桿在安培力的作用下做減速運(yùn)動(dòng),隨著速度減小,安培力減小,加速度也減小,桿做加速度減小的減速運(yùn)動(dòng)。當(dāng)電容器兩端電壓與感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相等時(shí),充電結(jié)束,桿以恒定的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)。

推導(dǎo)證明:當(dāng)電容器兩端電壓與感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相等時(shí)有U=Blv 根據(jù)電容器電容

以ab桿為研究對(duì)象,在很短的一段時(shí)間△t內(nèi),桿受到的沖量大小為BIl△t

從ab桿開(kāi)始運(yùn)動(dòng)至速度達(dá)到穩(wěn)定的過(guò)程,根據(jù)動(dòng)量定理

∑-BIl△t = -BlQ = mv mv0 由①②③聯(lián)立可得 4分

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】兩波源S1、S2在水槽中形成的波形如圖所示,其中實(shí)線表示波峰,虛線表示波谷,則

A. 在兩波相遇的區(qū)域中會(huì)產(chǎn)生干涉

B. 在兩波相遇的區(qū)域中不會(huì)產(chǎn)生干涉

C. a點(diǎn)的振動(dòng)始終加強(qiáng)

D. a點(diǎn)的振動(dòng)始終減弱

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】電場(chǎng)強(qiáng)度方向與x軸平行的靜電場(chǎng)中,x軸上各點(diǎn)電勢(shì)x的分布如圖所示,一質(zhì)量為m、電荷量大小為q的帶負(fù)電粒子(不計(jì)重力),以初速度v0O點(diǎn)(x=0)沿x軸正方向進(jìn)入電場(chǎng),下列敘述正確的是( )

A. O~x1、x3~x4兩個(gè)區(qū)間的電場(chǎng)方向相反

B. 粒子從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到x4點(diǎn)的過(guò)程中,x2點(diǎn)的速度最大

C. 粒子從x1點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到x3的過(guò)程中,電勢(shì)能一直增大

D. ,則粒子運(yùn)動(dòng)到x2點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】電飯鍋工作時(shí)有兩種狀態(tài):一種是鍋內(nèi)的水燒干以前的加熱狀態(tài),另一種是水燒干以后的保溫狀態(tài)。如圖所示是電飯鍋的電路圖,R1是電阻,R2是加熱用的電熱絲,S是自動(dòng)開(kāi)關(guān)。下列說(shuō)法正確的是

A. 開(kāi)關(guān)S接通時(shí),電飯鍋處于保溫狀態(tài)

B. 開(kāi)關(guān)S接通時(shí),電飯鍋處于加熱狀態(tài)

C. 當(dāng)R1: R2=1:1時(shí),R2在保溫狀態(tài)下的功率是加熱狀態(tài)下功率的一半

D. 當(dāng)R1: R2=1:1時(shí),R2在保溫狀態(tài)下的功率是加熱狀態(tài)下功率的四分之一

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】【物理選修3-4】

1)如圖所示為兩列t=0時(shí)刻的波形圖,a沿x軸正方向傳播,b沿x軸負(fù)方向傳播,波速都是10m/s,下列說(shuō)法正確的是______________。

A.橫波a的周期為0.4s

B.x=2m處的質(zhì)點(diǎn)的振幅為1cm

Ct=0時(shí)刻,x=1m處的質(zhì)點(diǎn)位移為-1cm

D.t=0時(shí)刻,x=2m處的質(zhì)點(diǎn)向y軸負(fù)方向振動(dòng)

E.t=2.3s時(shí),x=2m處的質(zhì)點(diǎn)位移大小等于3cm

2)一玻璃四棱柱平放在水平桌面上,底面ABCD是邊長(zhǎng)為的正方形,棱高為h=6cm,現(xiàn)在下底面ABCD中心O處放一點(diǎn)光源,不考慮反射光,玻璃的折射率為,求上底面發(fā)光的面積。(結(jié)果可含和根號(hào))_________。

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【題目】穿梭機(jī)是一種游戲項(xiàng)目,可以鍛煉人的膽量和意志.人坐在穿梭機(jī)上,在穿梭機(jī)加速下降的階段(a<g),下列說(shuō)法正確的是( )

A. 人處于超重狀態(tài)

B. 人先處于超重狀態(tài),后處于失重狀態(tài)

C. 人處于失重狀態(tài)

D. 人先處于失重狀態(tài),后處于超重狀態(tài)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】傳感器被廣泛的應(yīng)用在日常生活中,下列用電器中,沒(méi)有使用溫度傳感器的是( 。
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B.空調(diào)機(jī)
C.電冰箱
D.電飯鍋

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】下列所涉及的物理量的單位中,屬于國(guó)際單位制中基本單位的是

A. kg B. N C. m/s D. s

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】下列現(xiàn)象中,通過(guò)做功改變物體內(nèi)能的是( 。
A.放入電冰箱中的食物溫度降低
B.夏天,在陽(yáng)光的照射下,柏油路面溫度升高
C.給自行車(chē)輪胎充氣時(shí),氣筒變熱
D.用火爐燒水,水的溫度升高

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