【題目】如圖所示，P1Q1P2Q2和M1N1M2N2為水平放置的平行導(dǎo)軌，整個(gè)裝置處于豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.40T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，軌道足夠長(zhǎng)，其電阻可忽略不計(jì)。一質(zhì)量為m=0.1㎏、阻值為R=1.0Ω的金屬棒cd恰好垂直放在軌道的右半部分；另一相同材質(zhì)、相同粗細(xì)的金屬棒ab恰好垂直放在軌道的左半部分，它們與軌道形成閉合回路。已知Lab=2m，Lcd=1.0m，金屬棒與軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2，且最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，重力加速度g=10m/s2。在t=0時(shí)刻，給金屬棒cd施加一水平向右的拉力F，使其從靜止開始沿軌道以a=5m/s2的加速度勻加速直線運(yùn)動(dòng)。在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好。

（1）求金屬棒cd運(yùn)動(dòng)多長(zhǎng)時(shí)間后金屬棒ab開始運(yùn)動(dòng)；

（2）若給金屬棒cd施加的是水平向右的恒定拉力F0，拉金屬棒cd以v2=20m/s的速度勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，金屬棒ab也恰好以恒定速度沿軌道運(yùn)動(dòng)。求金屬棒ab沿軌道運(yùn)動(dòng)的速度大小和水平外力F0的功率。

【答案】（1）0.75s（2）8.125m/s；8W

【解析】解：(1)由題意知，金屬棒ab的質(zhì)量，電阻為

金屬棒ab開始運(yùn)動(dòng)時(shí)

得

金屬棒ab所受安培力

得I=0.5A

通過(guò)金屬棒的電流

得E=1.5V

金屬棒cd產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)

得v=3.75 m/s

設(shè)金屬棒cd運(yùn)動(dòng)t時(shí)間后金屬棒ab開始運(yùn)動(dòng)，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可知，此時(shí)金屬棒cd的速度v=at

解得t=0.75s

(2)設(shè)金屬棒cd以速度v2=20m/s沿軌道勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，金屬棒ab沿軌道勻速運(yùn)動(dòng)的速度大小為v1，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可得

此時(shí)通過(guò)金屬棒的電流

根據(jù)平衡條件有

解得v1=8.125m/s

以金屬棒cd為研究對(duì)象，則有

解得F0=0.4N

則水平外力F0的功率為

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】運(yùn)載火箭是人類進(jìn)行太空探索的重要工具，一般采用多級(jí)發(fā)射的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)來(lái)提高其運(yùn)載能力。某興趣小組制作了兩種火箭模型來(lái)探究多級(jí)結(jié)構(gòu)的優(yōu)越性，模型甲內(nèi)部裝有△m=100 g的壓縮氣體，總質(zhì)量為M=l kg，點(diǎn)火后全部壓縮氣體以vo =570 m/s的速度從底部噴口在極短的時(shí)間內(nèi)豎直向下噴出；模型乙分為兩級(jí)，每級(jí)內(nèi)部各裝有 的壓縮氣體，每級(jí)總質(zhì)量均為，點(diǎn)火后模型后部第一級(jí)內(nèi)的全部壓縮氣體以速度vo從底部噴口在極短時(shí)間內(nèi)豎直向下噴出，噴出后經(jīng)過(guò)2s時(shí)第一級(jí)脫離，同時(shí)第二級(jí)內(nèi)全部壓縮氣體仍以速度vo從第二級(jí)底部在極短時(shí)間內(nèi)豎直向下噴出。噴氣過(guò)程中的重力和整個(gè)過(guò)程中的空氣阻力忽略不計(jì)，g取10 m／s2，求兩種模型上升的最大高度之差。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，速度為、電荷量為的正離子恰能沿直線飛出離子速度選擇器，選擇器中磁感應(yīng)強(qiáng)度為，電場(chǎng)強(qiáng)度為，則（ ）

A. 若改為電荷量的離子，將往上偏（其它條件不變）

B. 若速度變?yōu)?/span>將往下偏（其它條件不變）

C. 若改為電荷量的離子，將往上偏（其它條件不變）

D. 若速度變?yōu)?/span>將往下偏（其它條件不變）

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】一小水電站，輸出的電功率為P0=20kW，輸出電壓U0=400V，經(jīng)理想升壓變壓器T1變?yōu)?/span>2000V電壓遠(yuǎn)距離輸送，輸電線總電阻為r=10Ω，最后經(jīng)理想降壓變壓器T2降為220V向用戶供電．下列說(shuō)法正確的是（　　）

A. 變壓器T1的匝數(shù)比n1：n2=1：5

B. 輸電線上的電流為50A

C. 輸電線上損失的電功率為25kW

D. 變壓器T2的匝數(shù)比n3：n4=95：11

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】質(zhì)量為2kg的木板B靜止在水平面上，可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊A從木板的左側(cè)沿木板上表面水平?jīng)_上木板，如圖甲所示。A和B經(jīng)過(guò)ls達(dá)到同一速度，之后共同減速直至靜止，A和B的圖象如圖乙所示，重力加速度，求：

（1）A與B上表面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)；

（2）B與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)；

（3）A的質(zhì)量。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，兩端開口的U形管粗細(xì)均勻，左右兩管豎直，底部的直管水平，水銀柱的長(zhǎng)度如圖中標(biāo)注所示，水平管內(nèi)兩端空氣柱a、b的長(zhǎng)度分別為10cm、5cm。在左管內(nèi)緩慢注入一定量的水銀，穩(wěn)定后右管的水銀面比原來(lái)高10cm。已知大氣壓強(qiáng)P0＝76cmHg，管內(nèi)外的溫度相同且始終不變。求向左管注入的水銀柱長(zhǎng)度。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，質(zhì)量為M的物體內(nèi)有光滑圓形軌道，現(xiàn)有一質(zhì)量為m的小滑塊沿該圓形軌道在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng).A、C點(diǎn)為圓周的最高點(diǎn)和最低點(diǎn)，B、D點(diǎn)是圓水平直徑兩端點(diǎn).物體M在地面上靜止不動(dòng)，則物體M對(duì)地面的壓力和地面對(duì)M的摩擦力的有關(guān)說(shuō)法正確的是（ ）

A. 小滑塊在 A點(diǎn)時(shí)，FN<Mg, M與地面無(wú)摩擦

B. 小滑塊在 B點(diǎn)時(shí)， FN=(M+m) g,摩擦力方向向右

C. 小滑塊在 C點(diǎn)時(shí)，FN>(M+m) g, M與地面無(wú)摩擦

D. 小滑塊在 D點(diǎn)時(shí)， FN=Mg,摩檫力方向向左

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，在水平面內(nèi)直角坐標(biāo)系xOy中有一光滑金屬導(dǎo)軌AOC，其中曲線導(dǎo)軌OA滿足方程y＝Lsin kx，長(zhǎng)度為的直導(dǎo)軌OC與x軸重合，整個(gè)導(dǎo)軌處于垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中．現(xiàn)有一長(zhǎng)為L金屬棒從圖示位置開始沿x軸正方向以速度v做勻速直線運(yùn)動(dòng)，已知金屬棒單位長(zhǎng)度的電阻為R0，除金屬棒的電阻外其余部分電阻均不計(jì)，棒與兩導(dǎo)軌始終接觸良好，則在金屬棒運(yùn)動(dòng)至AC的過(guò)程中（ ）

A. 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值為e＝BvLsin kvt B. 感應(yīng)電流逐漸減小

C. 閉合回路消耗的電功率逐漸增大 D. 通過(guò)金屬棒的電荷量為

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，在水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，用長(zhǎng)為不可伸長(zhǎng)的絕緣細(xì)線拴住一質(zhì)量為m，帶電荷量為+q的小球，線的上端固定于O點(diǎn)。將小球拉到與O點(diǎn)在同一水平面的A處，由靜止釋放小球，細(xì)線轉(zhuǎn)過(guò)120o角到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度恰好為零，設(shè)整個(gè)過(guò)程中細(xì)線始終處于拉直狀態(tài)，重力加速度為g。求：

（1）勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)E的大�。�

（2）小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的最大速度；

（3）若小球剛運(yùn)動(dòng)到最大速度時(shí)燒斷細(xì)線，并從此開始計(jì)時(shí)，經(jīng)過(guò)3s小球的速度變化量為多少？

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