【題目】如圖所示,半徑為r、間距為L的兩根等高光滑的四分之一金屬圓弧軌道通過兩段較短的光滑絕緣材料與兩根足夠長且間距也為L的光滑金屬平行直導(dǎo)軌相連(即金屬圓弧軌道與、絕緣連接不導(dǎo)電),在軌道頂端連接一阻值為R的電阻,所有軌道電阻不計(jì),整個(gè)導(dǎo)軌所處空間有兩個(gè)有界勻強(qiáng)磁場,相距一段距離不重疊,磁場I左邊界在圓弧軌道的最左端,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向豎直向上;磁場II的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為2B,方向豎直向下,現(xiàn)有一根長度稍大于L、質(zhì)量為m、電阻為R的金屬棒a從軌道最高點(diǎn)MN開始,在有拉力作用情況下以速率沿四分之一金屬圓弧軌道作勻速圓周運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)PQ處,到達(dá)PQ處立即撤去拉力然后滑過光滑絕緣部分進(jìn)入水平金屬軌道,另有一根與a完全相同的金屬棒b置于磁場II中的ef處,設(shè)兩金屬棒運(yùn)動(dòng)過程中始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好,重力加速度為g,求:

(1)在金屬棒a沿四分之一金屬圓弧軌道運(yùn)動(dòng)過程中通過電阻R的電荷量

(2)在金屬棒a沿四分之一金屬圓弧軌道運(yùn)動(dòng)過程中電阻R上產(chǎn)生的熱量及拉力做的功;

(3)設(shè)兩磁場區(qū)域足夠大,求金屬棒a在磁場I內(nèi)運(yùn)動(dòng)過程中,金屬棒b中產(chǎn)生焦耳熱的最大值。

【答案】(1)(2)(3)

【解析】(1)根據(jù)題意可知

(2)在t時(shí)刻有:

此為正弦式交變電流,故,

解得,

對導(dǎo)體棒,由動(dòng)能定理,又,

(3)當(dāng)金屬棒a進(jìn)入磁場I時(shí),向右做減速運(yùn)動(dòng),b向左加速運(yùn)動(dòng),二者產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢相反,當(dāng)時(shí),回路電流為零,二者均勻速,此時(shí)b中焦耳熱最大。

a,用動(dòng)量定理:;對b,用動(dòng)量定理

解得

,故

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示為氫原子的能級圖,用某種頻率的光照射大量處于基態(tài)的氫原子,結(jié)果受到激發(fā)后的氫原子能輻射出三種不同頻率的光子,讓輻射出的光子照射某種金屬,發(fā)現(xiàn)有兩種頻率的光子能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng),其中一種光子恰好能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng),則逸出的光電子的最大初動(dòng)能為

A. 0 B. 1.89eV C. 10.2eV D. 12.09eV

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖(a)所示,水平面內(nèi)有一光滑金屬導(dǎo)軌,ac邊的電阻為R,其他電阻均不計(jì),abac夾角為135°,cdac垂直。將質(zhì)量為m的長直導(dǎo)體棒擱在導(dǎo)軌上,并與ac平行。棒與abcd交點(diǎn)G、H間的距離為L0,空間存在垂直于導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。在外力作用下,棒由GH處以初速度v0向右做直線運(yùn)動(dòng)。其速度的倒數(shù)隨位移x變化的關(guān)系如圖(b)所示。在棒運(yùn)動(dòng)L0MN處的過程中

A. 導(dǎo)體棒做勻變速直線運(yùn)動(dòng)

B. 導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為

C. 流過導(dǎo)體棒的電流大小不變

D. 外力做功為

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在室溫(27)條件下,長度為L=22cm,橫截面積S=20cm2,導(dǎo)熱性能良好的圓筒,用重力忽略不計(jì)長度適當(dāng)?shù)能浤救麑⑼部诜忾],若圓筒與軟木塞間摩擦力大小f與軟木塞進(jìn)入圓筒內(nèi)的長度x滿足=1000N/m,大氣壓強(qiáng)P=1×105Pa,求

(i)將軟木塞用力壓入圓筒,緩慢放手后,x的最大值;

(ii)溫度逐漸緩慢降低到多少,軟木塞在圓筒中的長度比第一問中的最大值恰好又增加了lcm?(大氣壓不變,保留三位有效數(shù)字)

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某同學(xué)研究光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)電路如圖所示,用不同的光分別照射密封管真空管的鈉陰極(陰極K),鈉陰極發(fā)射出的光電子被陽極A吸收,在電路中形成光電流,實(shí)驗(yàn)得到了三條光電流與電壓之間的關(guān)系曲線(為甲光、乙光、丙光),如圖所示,則以下說法正確的是

A. 甲光的強(qiáng)度大于乙光的強(qiáng)度

B. 乙光的頻率小于丙光的頻率

C. 乙光對應(yīng)的截止頻率大于丙光的截止頻率

D. 甲光對應(yīng)的光電子最大初速度大于乙光的光電子的最大初動(dòng)能

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,足夠長的、傾角為30的光滑斜面上,檔板C與斜面垂直。質(zhì)量均為mA、B兩相同物塊與勁度系數(shù)為k的輕彈簧兩端相連,在C的作用下處于靜止?fàn)顟B(tài),F(xiàn)給A施加沿斜面向上的恒力F,使A、B兩物塊先后開始運(yùn)動(dòng)。已知彈簧始終在彈性限度內(nèi),下列判斷正確的是

A. 恒力F的值一定大于mg

B. 物塊B開始運(yùn)動(dòng)時(shí),物塊A的加速度為

C. 物塊B開始運(yùn)動(dòng)時(shí),A發(fā)生位移的值為

D. 當(dāng)物塊B的速度第一次最大時(shí),彈簧的形變量為

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖為過山車的部分軌道,它由位于同一豎直面內(nèi)的傾斜直軌道ab、半徑不同的兩個(gè)緊靠在一起的光滑圓軌道I、(間距可忽略)組成。其中,ab與圓軌道I相切于b點(diǎn)

ab=48.9m,B=37°;R1=10m、R2=5.12m。車廂與ab間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.125。一次游戲中質(zhì)量m=500kg車廂A被牽引到a點(diǎn)由靜止釋放,經(jīng)切點(diǎn)b進(jìn)入圓軌道I;繞過圓軌道I后到達(dá)最低點(diǎn)P時(shí),與停在P點(diǎn)的障礙物B相撞并連在一起進(jìn)入圓軌道ⅡA、B視為質(zhì)點(diǎn)不考慮空氣阻力,g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。求

(1)車廂A通過圓軌道I最高點(diǎn)時(shí)受到彈力的值;

(2)已知車廂能安全通過圓軌道Ⅱ,B的質(zhì)量不超過A的多少倍?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】質(zhì)量為m的人造地球衛(wèi)星與地心的距離為r時(shí),引力勢能可表示為,其中G為引力常量,M為地球質(zhì)量。該衛(wèi)星原來在半徑為R1的軌道I上繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng),經(jīng)過橢圓軌道II的變軌過程進(jìn)入半徑為R3圓形軌道III繼續(xù)繞地球運(yùn)動(dòng),其中P為I軌道與II軌道的切點(diǎn),Q點(diǎn)為II軌道與III軌道的切點(diǎn)。下列判斷正確的是

A. 衛(wèi)星在軌道I上的動(dòng)能為

B. 衛(wèi)星在軌道III上的機(jī)械能等于

C. 衛(wèi)星在II軌道經(jīng)過Q點(diǎn)時(shí)的加速度小于在III軌道上經(jīng)過Q點(diǎn)時(shí)的加速度

D. 衛(wèi)星在I軌道上經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)的速率大于在II軌道上經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)的速率

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖,一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播,振幅A=2cm,周期T=1.2×10-2s,t=0時(shí),相距50cm的兩質(zhì)點(diǎn)a、b的位移都是cm,但振動(dòng)方向相反,其中a沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)。下列說法正確的是_________

A.t=2×10-3s時(shí)質(zhì)點(diǎn)a第一次回到平衡位置

B.當(dāng)質(zhì)點(diǎn)b的位移為+2cm時(shí),質(zhì)點(diǎn)a的位移為-2cm

C.質(zhì)點(diǎn)a和質(zhì)點(diǎn)b的速度在某一時(shí)刻可能相同

D.這列波的波長可能為m

E.這列波的波速可能為0.6m/s

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案