【題目】如圖所示,光滑的長平行金屬導(dǎo)軌寬度d=50cm,導(dǎo)軌所在的平面與水平面夾角θ=37°,導(dǎo)軌上端電阻R=0.8Ω,其他電阻不計(jì).導(dǎo)軌放在豎直向上的勻強(qiáng)磁場中,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.4T.金屬棒ab從上端由靜止開始下滑,金屬棒ab的質(zhì)量m=0.1kg.(sin37°=0.6,g=10m/s2

(1)求導(dǎo)體棒下滑的最大速度;
(2)求當(dāng)速度達(dá)到5m/s時(shí)導(dǎo)體棒的加速度;
(3)若經(jīng)過時(shí)間t,導(dǎo)體棒下滑的垂直距離為s,速度為v.若在同一時(shí)間內(nèi),電阻產(chǎn)生的熱與一恒定電流I0在該電阻上產(chǎn)生的熱相同,求恒定電流I0的表達(dá)式(各物理量全部用字母表示).

【答案】
(1)解:導(dǎo)體棒速度最大時(shí)做勻速直線運(yùn)動(dòng),

導(dǎo)體棒受到的安培力:F=BId=Bd =Bd =

導(dǎo)體棒做勻速直線運(yùn)動(dòng),處于平衡狀態(tài),由平衡條件得:

mgsinθ= cosθ,

代入數(shù)據(jù)解得,最大速度:vm=18.75m/s


(2)解:由牛頓第二定律得:mgsinθ﹣ cosθ=ma,

已知:v=5m/s,代入數(shù)據(jù)解得:a=4.4m/s2


(3)解:若經(jīng)過時(shí)間t,導(dǎo)體棒下滑的垂直距離為s,速度為v.由能量守恒得

電阻上產(chǎn)生的電熱為 Q=mgs﹣

由題意有:Q= Rt

則 I0=


【解析】(1)導(dǎo)體棒勻速下滑時(shí)速度最大.由安培力公式求出安培力,然后由平衡條件求出最大速度;(2)由安培力公式求出安培力,由牛頓第二定律求出加速度.(3)根據(jù)能量守恒守恒求出電阻上產(chǎn)生的電熱,再由題意求解恒定電流I0的表達(dá)式.
【考點(diǎn)精析】解答此題的關(guān)鍵在于理解安培力的相關(guān)知識,掌握安培力做功與路徑有關(guān),繞閉合回路一周,安培力做的功可以為正,可以為負(fù),也可以為零,而不像重力和電場力那樣做功總為零,以及對電磁感應(yīng)與電路的理解,了解用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律確定感應(yīng)電動(dòng)勢的大小和方向;畫等效電路;運(yùn)用全電路歐姆定律,串并聯(lián)電路性質(zhì),電功率等公式聯(lián)立求解.

練習(xí)冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】小明用金屬銣為陰極的光電管,觀測光電效應(yīng)現(xiàn)象,實(shí)驗(yàn)裝置示意如圖甲所示.已知普朗克常量h=6.63×10﹣34Js.

①圖甲中電極A為光電管的(填“陰極”或“陽極”);
②實(shí)驗(yàn)中測得銣的遏止電壓Uc與入射光頻率ν之間的關(guān)系如圖乙所示,則銣的截止頻率νc=Hz,逸出功W0=J.

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【題目】如圖所示的位移x﹣時(shí)間t圖象和速度v﹣時(shí)間t圖象中給出四條圖線,甲、乙、丙、丁代表四輛車由同一地點(diǎn)向同一方向運(yùn)動(dòng)的情況,則下列說法正確的是(

A. 乙車做直線運(yùn)動(dòng),甲車做曲線運(yùn)動(dòng)

B. 時(shí)間內(nèi),甲、乙兩車的平均速度相等

C. 時(shí)間內(nèi),丙、丁兩車在時(shí)刻相距最遠(yuǎn)

D. 時(shí)間內(nèi),丙、丁兩車的平均速度相等

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,一束由兩種色光混合的復(fù)色光沿PO方向射向一上下表面平行的厚玻璃磚的上表面,得到三束光線Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,若玻璃磚的上下表面足夠?qū)挘铝姓f法正確的是( )

A.光束Ⅰ仍為復(fù)色光,光束Ⅱ、Ⅲ為單色光
B.玻璃對光束Ⅲ的折射率大于對光束Ⅱ的折射率
C.改變?chǔ)两,光束Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ仍保持平?/span>
D.通過相同的雙縫干涉裝置,光束Ⅱ產(chǎn)生的條紋寬度大于光束Ⅲ的寬度

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某建筑工地的塔式吊車把質(zhì)量為1噸的建材從地面吊到離地高度h=120m的建筑平臺(tái),用時(shí)t=15s.建材以加速度a1從地面由靜止開始勻加速上升,經(jīng)過t1=5s,達(dá)到最大速度vm=10m/s后勻速上升,再以加速度a2勻減速上升,到達(dá)目的平臺(tái)時(shí)速度剛好為零.求:

(1)加速過程上升的高度;
(2)勻速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間;
(3)吊車將建材吊到平臺(tái)最少用時(shí)為多少?

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,質(zhì)量為0.7kg的物體A放在傾角為37°的斜面上,未施加其他力時(shí)物體恰好沿斜面勻速下滑.(已知重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)

(1)求物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)

(2)若對A施加一個(gè)水平向右的推力,剛好可使A物體沿斜面向上做勻速直線運(yùn)動(dòng),求水平推力為多大?

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【題目】蛟龍號載人潛水器2011730號凌晨4時(shí)26分開始進(jìn)行第四次下潛實(shí)驗(yàn),并在深度5182米的位置成功安放了中國大洋協(xié)會(huì)的標(biāo)志和一個(gè)木雕的中國龍,如圖所示。下潛全程歷時(shí)8小時(shí)57分,于13時(shí)2分完成下潛任務(wù)后順利返回到向陽紅09”母船。關(guān)于此次潛實(shí)驗(yàn)說法正確的是

A. “5182是指位移

B. “5182是指路程

C. “4時(shí)26”、“8小時(shí)57”、“13時(shí)2是指時(shí)間

D. “4時(shí)26”、“13時(shí)2指時(shí)刻,“8小時(shí)57指時(shí)間

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【題目】已知潛水員在岸上和海底吸人空氣的密度分別為1.3kg/m3和2.1kg/m3 , 空氣的摩爾質(zhì)量為0.029kg/mol,阿伏加德羅常數(shù)NA=6.02×1023mol﹣1 . 若潛水員呼吸一次吸人2L空氣,試估算潛水員在海底比在岸上每呼吸一次多吸人空氣的分子數(shù).(結(jié)果保留一位有效數(shù)字)

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【題目】如圖所示,質(zhì)量為m 的小球套在豎直固定的光滑圓環(huán)上,在圓環(huán)的最高點(diǎn)有一個(gè)光滑小孔,一根輕繩的下端系著小球,上端穿過小孔用力拉住,開始時(shí)繩與豎直方向夾角為θ小球處于靜止?fàn)顟B(tài),現(xiàn)緩慢拉動(dòng)輕繩,使小球沿光滑圓環(huán)上升一小段距離,則下列關(guān)系正確的是(  )

A.繩與豎直方向的夾角為θ時(shí),F(xiàn)=2mgcosθ
B.小球沿光滑圓環(huán)上升過程中,輕繩拉力逐漸增大
C.小球沿光滑圓環(huán)上升過程中,小球所受支持力逐漸增大
D.小球沿光滑圓環(huán)上升過程中,小球所受支持力大小不變

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