【題目】兩個相同的全長電阻為9 Ω、半徑為8cm的均勻光滑圓環(huán)固定在一個絕緣的水平臺面上,兩環(huán)分別在兩個互相平行的、相距為20 cm的豎直面內(nèi),兩環(huán)的圓心連線恰好與環(huán)面垂直,兩環(huán)面間有方向豎直向下的磁感應(yīng)強度B= T的勻強磁場(未畫出),兩環(huán)的最高點AC間接有一內(nèi)阻為0.5 Ω的電源,連接的導線的電阻不計.今有一根質(zhì)量為10 g、電阻為1.5 Ω的棒置于兩環(huán)內(nèi)側(cè)且可沿環(huán)滑動,而棒恰好靜止于如圖所示的水平位置,它與圓弧的兩接觸點P、Q和圓弧最低點間所夾的弧對應(yīng)的圓心角均為θ=60°,重力加速度g10 m/s2.試求

(1)此電源電動勢E的大小.

(2)若換上兩個電阻可忽略的光滑圓環(huán)和電動勢E的大小為2V的電源,其他條件不變,現(xiàn)將棒從圓環(huán)最低點靜止釋放,問:棒經(jīng)過P、Q點時對兩環(huán)的彈力各為多少?棒能上升的最大高度?

【答案】(1)E=6 V.(2)0.2N 12cm

【解析】

(1)從左向右看,PQ的受力如圖所示,棒受重力mg、安培力F和環(huán)對棒的彈力FN作用;

根據(jù)平衡條件得F=mgtanθ,

安培力F=IBL

聯(lián)立解得I=1 A,

在電路中兩個圓環(huán)分別連入電路的電阻為R環(huán)==2 Ω;

由閉合電路歐姆定律得E=I(r+2R環(huán)+R)=6 V.

(2)若換上兩個電阻可忽略的光滑圓環(huán)和電動勢E的大小為2V的電源,則電路中的電流

安培力F1=BI1L=N

棒經(jīng)過P、Q點時的速度為v,則

解得:v=m/s;

棒在經(jīng)過P、Q點時,由牛頓第二定律:

解得FN1=0.2N

棒在平衡位置的速度最大,此位置的與圓心的連線與豎直方向的夾角為,則α=600,

則棒能上升的最高點應(yīng)該關(guān)于平衡位置對稱,則棒能上升的最大高度為h=R(1+cos600)=12cm

練習冊系列答案
相關(guān)習題

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【題目】如圖所示,一個固定在豎直平面上的光滑半圓形管道,管道里有一個直徑略小于管道內(nèi)徑的小球,小球在管道內(nèi)做圓周運動,從B點脫離后做平拋運動,經(jīng)過0.3s后又恰好與傾角為45°的斜面垂直相碰。已知半圓形管道的半徑為R1m,小球可看作質(zhì)點且其質(zhì)量為m1kg,g10m/s2。求:

1)小球在斜面上的相碰點CB點的水平距離

2)小球通過管道上B點時對管道的壓力大小和方向

3)小球通過管道上A點時的速度大小

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,兩木塊A、B用輕質(zhì)彈簧連在一起,置于光滑的水平面上。一顆子彈水平射入木塊A,并留在其中。在子彈打中木塊A及彈簧被壓縮的整個過程中,對子彈、兩木塊和彈簧組成的系統(tǒng),下列說法中正確的是

A. 動量守恒、機械能守恒

B. 動量不守恒、機械能守恒

C. 動量守恒、機械能不守恒

D. 動量、機械能都不守恒

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,在距地面高為H=45 m處,有一小球A以初速度v0=10 m/s水平拋出,與此同時,在A的正下方有一物塊B也以相同的初速度同方向滑出,B與水平地面間的動摩擦因數(shù)為μ=0.4,A、B均可視為質(zhì)點,空氣阻力不計。(g=10 m/s2)。

求:

(1)小球A的落地時間;

(2)物塊B運動的位移;

(3)B停下后,BA的落地點之間的距離。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,重10N的滑塊輕放在傾角為30°的斜面上,從a點由靜止開始下滑,到b點接觸到一個輕質(zhì)彈簧,滑塊壓縮彈簧到c點開始彈回,返回b點離開彈簧,最后又回到a點。已知ab=lm,bc=0.4m,則以下結(jié)論正確的是

A. 滑塊下滑到b點時速度最大

B. 整個過程中滑塊動能的最大值為7J

C. 整個過程中彈簧彈性勢能的最大值為7J

D. cb彈簧的彈力對滑塊做功5J

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在如圖所示的電路中,燈泡L的電阻大于電源的內(nèi)阻r,閉合開關(guān)S,將滑動變阻器滑片P向左移動一段距離后,下列結(jié)論正確的是

A. 燈泡L變亮

B. 電源的輸出功率變大

C. 電容器C上電荷量減少

D. 電流表示數(shù)變小,電壓表示數(shù)變大

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖甲是小型交流發(fā)電機的示意圖,兩磁極N、S間的磁場可視為水平方向的勻強磁場,為交流電流表。線圈繞垂直于磁場的水平軸OO′勻速轉(zhuǎn)動,從圖示位置開始計時,產(chǎn)生的交變電流隨時間變化的圖象如圖乙所示。以下判斷正確的是( )

A. 線圈轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)速為25 r/s

B. 電流表的示數(shù)為10 A

C. 1s鐘內(nèi)線圈中電流方向改變了50

D. 0.01 s時線圈平面與中性面重合

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,物塊P用細繩吊在天花板上,物塊Q用輕彈簧吊在物P下而,用豎直向上的推力推物塊Q,使輕繩的張力剛好為零,保持兩物塊靜止不動,F(xiàn)撤去推力F,則在物塊Q向下運動的過程中,(輕繩不會被拉斷)

A. 物塊P受到的合力先減小后增大

B. 物塊Q的動能與彈簧的彈性勢能之和不斷增大

C. 物塊Q減少的重力勢能轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢能

D. 物塊Q的機械能不斷減小,轉(zhuǎn)化成了彈簧的彈性勢能

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,矩形abcd位于勻強電場中,且與勻強電場方向平行。已知ab=2bc=4cm,a、b、d的電勢分別為6V、2V、4V。初動能為24eV、電荷量為+4e的帶正電粒子從a沿著ac方向射入電場。不計粒子的重力,下列說法正確的是

A. 勻強電場的電場強度大小為141V/m

B. 勻強電場的電場強度大小為100V/m

C. 該粒子剛離開矩形區(qū)域時動能一定小于48eV

D. 該粒子剛離開矩形區(qū)域時動能一定大于40eV

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