【題目】如圖,質(zhì)量為M的足夠長金屬導軌abcd放在光滑的絕緣水平面上.一電阻不計,質(zhì)量為m的導體棒PQ放置在導軌上,始終與導軌接觸良好,PQbc構(gòu)成矩形.棒與導軌間動摩擦因數(shù)為μ,棒左側(cè)有兩個固定于水平面的立柱.導軌bc段長為L,開始時PQ左側(cè)導軌的總電阻為R,右側(cè)導軌單位長度的電阻為R0.以ef為界,其左側(cè)勻強磁場方向豎直向上,右側(cè)勻強磁場水平向左,磁感應強度大小均為B.在t=0時,一水平向左的拉力F垂直作用在導軌的bc邊上,使導軌由靜止開始做勻加速直線運動,加速度為a

1)求回路中感應電動勢及感應電流隨時間變化的表達式;

2)經(jīng)過多長時間拉力F達到最大值,拉力F的最大值為多少?

3)某過程中回路產(chǎn)生的焦耳熱為Q,導軌克服摩擦力做功為W,求導軌動能的增加量.

【答案】123

【解析】試題分析:(1)回路中感應電動勢E=BLv

導軌做初速度為零的勻加速運動v=at

回路中感應電動勢隨時間變化的表達式E=BLat

回路中總電阻

回路中感應電流隨時間變化的表達式

2)導軌受到外力F,安培力FA,摩擦力f

由牛頓第二定律

解得

上式中,當,即時外力F取最大值

所以

3)設(shè)此過程中導軌運動距離S由動能定理,W=△EkW=Mas

由于摩擦力Ff="μ(mg+" FA),則摩擦力做功W=μmgS+μWA=μmgS+μQ

所以

導軌動能的增加量

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,滑塊AB的質(zhì)量均為m,A套在固定傾斜直桿上,傾斜桿與水平面成45°角,B套在固定水平的直桿上,兩桿分離不接觸,兩直桿間的距離忽略不計,且桿足夠長,A、B通過鉸鏈用長度為L的剛性輕桿(初始時輕桿與水平面成30°)連接,AB從靜止釋放,B開始沿水平面向右運動,不計一切摩擦,滑塊AB均視為質(zhì)點,在運動的過程中,下列說法正確的是

A. A到達與B同一水平面時

B. A到達與B同一水平面時,B的速度為

C. B滑塊到達最右端時,A的速度為

D. B滑塊最大動能為

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】用圖1所示裝置探究功與速度變化的關(guān)系,進行的主要操作步驟如下:

a.不掛橡皮筋,調(diào)整木板的傾斜程度,使小車拖動紙帶勻速運動;

b.將小車拉至靠近計時器處,接通計時器電源,放開小車;

c.加掛一條、兩條相同的橡皮筋,重復b步驟。

(1)某次實驗中打出的一條紙帶如圖2所示,D之前各點間的距離不相等,E之后各點間的距離都相等。若使誤差最小,下列計算小車勻速運動的速度的表達式最好的是(T為打點周期)______(填選項前的字母)

A. B. C. D.

(2)若掛一條橡皮筋時E點之后各點之間的距離為x1,掛兩條時E點之后各點之間的距離為x2,則x1:x2 =_______。

(3)若測得A、B、C、D四點之間的距離分別為xABxBC、xCD,則_____(填選項前的字母序號)。

A. xBCxAB =xCDxBC B. xBCxAB<xCDxBC C. xBCxAB>xCDxBC

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖,導熱性能極好的氣缸,高為L=l.0m,開口向上固定在水平面上,氣缸中有橫截面積為S=100cm2、質(zhì)量為m=20kg的光滑活塞,活塞將一定質(zhì)量的理想氣體封閉在氣缸內(nèi).當外界溫度為t=27℃、大氣壓為P0=l.0×l05Pa時,氣柱高度為l=0.80m,氣缸和活塞的厚度均可忽略不計,取g=10m/s2,求:

如果氣體溫度保持不變,將活塞緩慢拉至氣缸頂端.在頂端處,豎直拉力F有多大?

如果僅因為環(huán)境溫度緩慢升高導致活塞上升,當活塞上升到氣缸頂端時,環(huán)境溫度為多少攝氏度?

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某實驗小組在研究單擺時改進了實驗方案,將一力傳感器連接到計算機上。圖甲中O點為單擺的固定懸點,現(xiàn)將小擺球(可視為質(zhì)點)拉至A點,此時細線處于張緊狀態(tài),釋放擺球,則擺球?qū)⒃谪Q直平面內(nèi)的A、B、C之間來回擺動,其中B點為運動中的最低位置,∠AOB=COB=,小于10°且是未知量。同時由計算機得到了擺線對擺球的拉力大小F隨時間t變化的曲線圖乙(均為已知量),且圖中t=0時刻為擺球從A點開始運動的時刻(重力加速度為g)。根據(jù)題中(包括圖中)所給的信息,下列說法正確的是______

A.根據(jù)題中(包括圖中)所給的信息可求出該單擺的周期為t2

B.根據(jù)題中(包括圖中)所給的信息可求出擺球的質(zhì)量

C.根據(jù)題中(包括圖中)所給的信息不能求出擺球在最低點B時的速度

D.若實驗時,擺球做了圓錐擺,則測得的周期變長

E.若增加擺球的質(zhì)量,擺球的周期不變

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,豎直墻上固定有光滑的小滑輪D,質(zhì)量相等的物體A和B用輕彈簧連接,物體B放在地面上,用一根不可伸長的輕繩一端與物體A連接,另一端跨過定滑輪與小環(huán)C連接,小環(huán)C穿過豎直固定的光滑均勻細桿,小環(huán)C位于位置R時,繩與細桿的夾角為θ,此時物體B與地面剛好無壓力,圖中,SD水平,位置R和Q關(guān)于S對稱,現(xiàn)讓小環(huán)從R處由靜止釋放,環(huán)下落過程中繩始終處于拉直狀態(tài),且環(huán)到達Q時速度最大。下列關(guān)于小環(huán)C下落過程中的描述正確的是( )

A. 小環(huán)C、物體A和輕彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒

B. 小環(huán)C下落到位置S時,小環(huán)C的機械能一定最大

C. 小環(huán)C從位置R運動到位置Q的過程中,彈簧的彈性勢能一定先減小后增大

D. 小環(huán)C到達Q點時,物體A與小環(huán)C的動能之比為

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】一臺理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比是11∶1,原線圈接入電壓有效值為220 V的正弦交流電,一個滑動變阻器接在副線圈上,如圖所示.電壓表和電流表均為理想電表,則下列說法正確的是:

A. 原、副線圈中的電流之比為11∶1

B. 電壓表的示數(shù)為20 V

C. 若滑動變阻器接入電路的阻值為20 Ω,則電流表的示數(shù)為1 A

D. 若將滑動變阻器的滑片向下滑動,則電壓表示數(shù)不變,電流表的示數(shù)減小

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,水平固定的平行光滑金屬導軌(電阻不計),間距為Z,置于磁感應強度為B、方向垂直導軌所在平面的勻強磁場中,導軌左側(cè)接有一阻值為R的電阻。一根與導軌接觸良好的金屬導體棒垂直導軌放置,導體棒的質(zhì)量為m、阻值為r。導體棒在平行于軌道平面且與導體棒垂直的恒力F的作用下由靜止開始向右運動。當位移為x時,導體棒的速度為v,求:

(1)此過程中電阻R上產(chǎn)生的熱量;

(2)F作用的時間。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】上端開囗的U形管由內(nèi)徑相同的細玻璃管做成,其內(nèi)徑寬度可忽略不計。其中水平部分的C管中有一理想氣體,兩側(cè)被水銀封閉。當溫度為300K時,氣柱長為l=50cm,兩側(cè)水平部分的水銀長度分別為a=5.0cm,b=8.0cm,A、B部分豎直且都足夠長,其中的水銀柱高均為h=14cm,如圖所示。不考慮溫度變化時管和水銀的膨脹,緩慢加熱氣柱使其溫度升高,已知大氣壓強為76cmHg。試求:

(1)氣柱溫度上升到多高時氣柱的壓強恰好不再變化;

(2)氣柱溫度緩慢上升到475K時氣柱的長度。

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