【題目】如下圖(a)所示,間距為L、電阻不計的光滑導(dǎo)軌固定在傾角為θ的斜面上。在區(qū)域I內(nèi)有方向垂直于斜面的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,在區(qū)域內(nèi)有垂直于斜面向下的勻強(qiáng)磁場,其磁感應(yīng)強(qiáng)度Bt的大小隨時間t變化的規(guī)律如下圖(b)所示。t=0時刻在軌道上端的金屬細(xì)棒ab從如圖位置由靜止開始沿導(dǎo)軌下滑,同時下端的另一金屬細(xì)棒cd在位于區(qū)域I內(nèi)的導(dǎo)軌上由靜止釋放。在ab棒運動到區(qū)域的下邊界EF處之前,cd棒始終靜止不動,兩棒均與導(dǎo)軌接觸良好。已知ab棒和cd棒的質(zhì)量均為m、電阻均為R,區(qū)域沿斜面的長度為2L,在t=tx時刻(tx未知)ab棒恰進(jìn)入?yún)^(qū)域,重力加速度為g。求:

1)通過cd棒電流的方向和區(qū)域I內(nèi)磁場的方向

2)當(dāng)ab棒在區(qū)域內(nèi)運動時cd棒消耗的電功率和熱量

3ab棒開始下滑至EF的過程中流過導(dǎo)體棒cd的的電量

【答案】(1)垂直于斜面向上(2)(3)

【解析】

試題(1)通過cd棒的電流方向: d→c,區(qū)域I內(nèi)磁場方向: 為垂直于斜面向上。

2)對cd棒,F=BIL=mgsinθ,所以通過cd棒的電流大小為

當(dāng)ab棒在區(qū)域II內(nèi)運動時cd棒消耗的電功率:P=I2R。

cd棒始終靜止不動,ab棒在到達(dá)區(qū)域II前、后,回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢不變,

ab棒在區(qū)域II中一定做勻速直線運動,由能量守恒知ab棒重力勢能的減少量等于ab棒、cd棒產(chǎn)生的總熱量,故cd棒產(chǎn)生的熱量為

。

3)設(shè)ab棒在區(qū)域II中做勻速直線運動的速度為v,由cd棒受力平衡得

,

ab棒在區(qū)域II中運動的時間t2=。

ab棒從開始下滑至EF的總時間t= tx+t2

ab棒開始下滑至EF的過程中流過導(dǎo)體棒cd的電量為

=

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】如圖甲所示,平面OO′垂直于紙面,其上方有長為h、相距為h的兩塊平行導(dǎo)體板M、N。兩極板間加上如圖乙所示的電壓,平面OO′的下方是一個與OO′平面平行的勻強(qiáng)磁場,方向垂直紙面向外。在兩極板的正中間的正上方有一粒子源,它連續(xù)放射出質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的粒子,其初速度大小為v0,方向垂直電場及OO′平面。不計粒子重力及空氣的阻力,每個粒子在板間運動的極短時間內(nèi),可以認(rèn)為電場強(qiáng)度不變,已知sin37°=0.6,cos37°=0.8。

1)若要求帶電粒子飛出電場時不打在板上,則板間電壓U的最大值不能超過多少?

2)若UMN的最大值取第(1)問求出的最大值,要使所有的粒子通過磁場后都能回到兩板間,磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小及磁場的高度H需滿足什么條件?

3)在滿足(2)問的前提下,粒子在磁場中運動的最長時間為多少?

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖甲所示,abcd是位于豎直平面內(nèi)的正方形閉合金屬線框,金屬線框的質(zhì)量為m,電阻為R,在金屬線框的下方有一勻強(qiáng)磁場區(qū)域,MNPQ是勻強(qiáng)磁場區(qū)域的水平邊界,并與線框的bc邊平行,磁場方向垂直于線框平面向里,F(xiàn)使金屬線框從MN上方某一高度處由靜止開始下落,如圖乙是金屬線框由開始下落到bc剛好運動到勻強(qiáng)磁場PQ邊界的v―t圖象,圖中數(shù)據(jù)均為已知量。重力加速度為g,不計空氣阻力。下列說法正確的是:( )。

A. 金屬線框剛進(jìn)人磁場時感應(yīng)電流方向沿adcba方向

B. 磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為

C. 金屬線框在0~t3的時間內(nèi)所產(chǎn)生的熱量為

D. MNPQ之間的距離為

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某同學(xué)研究規(guī)格為“6V,3W的小電珠伏安特性曲線實驗中。

1)下列實驗電路圖,最合理的是______。

2)該同學(xué)描繪出小電珠的伏安特性曲線如圖所示,則小電珠的電阻值隨溫度的升高而______(增大減小)。實驗過程中,小電珠消耗的功率為0.6W時,小電珠兩端的電壓是______V。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,固定的光滑平臺上固定有光滑的半圓軌道軌道半徑R=0.6m。平臺上靜止著兩個滑塊A、B,mA=0.1kg,mB=0.2kg,兩滑塊間夾有少量炸藥,平臺右側(cè)有一帶擋板的小車,靜止在光滑的水平地面上,小車質(zhì)量為M=0.3kg,車面與平臺的臺面等高,車面左側(cè)粗糙部分長度為L=0.8m,動摩擦因數(shù)為μ=0.2,右側(cè)拴接一輕質(zhì)彈簧,彈簧自然長度所在范圍內(nèi)車面光滑。點燃炸藥后,A滑塊到達(dá)軌道最高點時對軌道的壓力大小恰好等于A滑塊的重力,滑塊B沖上小車。兩滑塊都可以看作質(zhì)點,炸藥的質(zhì)量忽略不計,爆炸的時間極短,爆炸后兩個物塊的速度方向在同一水平直線上,且g=10m/s3,求:

1)滑塊在半圓軌道最低點對軌道的壓力。

2)滑塊B滑上小車后的運動過程中彈簧的最大彈性勢能。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖,等量同種電荷A、B固定在同一水平線上,光滑絕緣桿豎直固定,與AB連線的中垂線重合,C、D是絕緣桿上的倆點,且AC=AD,一帶負(fù)電的小球(可視為點電荷)套在絕緣桿上,從C點無初速釋放運動到D的過程中,下列下列說法正確的是

A. 小球的加速度先增大后減小

B. 小球的加速度保持不變

C. 桿對小球的彈力一直增加

D. 小球的機(jī)械能先增大后減小

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】用如圖所示的光電管研究光電效應(yīng),用某種頻率的單色光a照射光電管陰極K,電流計G的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn).而用另一頻率的單色光b照射光電管陰極K時,電流計G的指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn),那么( )

A. a光的頻率一定大于b光的頻率

B. 只增加a光的強(qiáng)度可使通過電流計G的電流增大

C. 增加b光的強(qiáng)度可能使電流計G的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)

D. a光照射光電管陰極K時通過電流計G的電流是由dc

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】今年2月,太原市首批純電動公交車開始運營。在運營前的測試中,電動公交車在平直路面上運動,某段時間內(nèi)的v-t圖象如圖所示。已知在0~10s發(fā)動機(jī)和車內(nèi)制動裝置對車輛所做總功為零,車輛與路面間的摩擦阻力恒定,空氣阻力不計。已知公交車質(zhì)量為13.5tg=10m/s2.

A. 汽車發(fā)生的位移為54m

B. 汽車與路面的摩擦阻力為2000N

C. 發(fā)動機(jī)在第1s內(nèi)的平均功率是第7s內(nèi)的

D. 6s內(nèi)汽車克服車內(nèi)制動裝置做功是第10s內(nèi)的

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場分布在等邊三角形ABC內(nèi),DAB邊的中點,一群相同的帶負(fù)電的粒子僅在磁場力作用下,從D點沿紙面以平行于BC邊方向,以大小不同的速率射入三角形內(nèi),不考慮粒子間的相互作用力,已知粒子在磁場中運動的周期為T,則下列說法中正確的是(

A. 若該粒子在磁場中經(jīng)歷時間為,則它一定從BC邊射出磁場

B. 若該粒子在磁場中運動時間為,則它一定從AC邊射出磁場

C. 速度小的粒子一定比速度大的粒子在磁場中運動時間長

D. 若該粒子在磁場中運動時間為,則它一定從AB邊射出磁場

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