【題目】如圖所示,固定在同一水平面內(nèi)的兩根平行長(zhǎng)直金屬導(dǎo)軌的間距為L,其左端接有阻值為R的電阻,整個(gè)裝置處在豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中.一質(zhì)量為m的導(dǎo)體桿ab垂直于導(dǎo)軌放置,且與兩導(dǎo)軌保持良好按觸,桿與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,F(xiàn)導(dǎo)體桿在水平向左、垂直于桿的恒力F作用下從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng),沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)距離s時(shí),恰好達(dá)到最大速度(運(yùn)動(dòng)過(guò)程中導(dǎo)體桿始終與導(dǎo)軌保持垂直),設(shè)導(dǎo)體桿接入電路的電阻為r,導(dǎo)軌電阻不計(jì),重力加速度為g。求:

(1)從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)距離s過(guò)程中回路中產(chǎn)生的焦耳熱;

(2)從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)距離s所需的時(shí)間;

(3)若將圖中定值電阻R換為電容為C的電容器(開(kāi)始不帶電),其它條件均不變,求在恒力F作用下,導(dǎo)體桿從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)距離s所需的時(shí)間。

【答案】1 23

【解析】

根據(jù)題中“勻強(qiáng)磁場(chǎng)中…導(dǎo)體桿”可知,本題考察勻強(qiáng)磁場(chǎng)中導(dǎo)體棒在導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題,應(yīng)用法拉第電磁感應(yīng)定律、牛頓第二定律、平衡、動(dòng)量定理、功能關(guān)系等知識(shí)列式計(jì)算。

(1)導(dǎo)體桿ab到達(dá)穩(wěn)定狀態(tài)時(shí),

設(shè)導(dǎo)體桿ab從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)距離s過(guò)程中回路中產(chǎn)生的焦耳熱為,則:

聯(lián)立解得:

(2)對(duì)導(dǎo)體桿ab從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)距離s過(guò)程,應(yīng)用動(dòng)量定理得:

解得:

(3)將圖中定值電阻R換為電容為C的電容器(開(kāi)始不帶電)后,在恒力F作用下,對(duì)導(dǎo)體桿受力分析,由牛頓第二定律可得:

解得:

據(jù)得,

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】兩根足夠長(zhǎng)的平行光滑導(dǎo)軌,相距1 m水平放置。勻強(qiáng)磁場(chǎng)豎直向上穿過(guò)整個(gè)導(dǎo)軌所在的空間B=0.4T。金屬棒ab、cd質(zhì)量分別為0.1 kg0.2 kg,電阻分別為0.4Ω0.2Ω,并排垂直橫跨在導(dǎo)軌上。若兩棒以相同的初速度3 m/s向相反方向分開(kāi),不計(jì)導(dǎo)軌電阻,求:

1)棒運(yùn)動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定后的ab棒的速度大小;

2)金屬棒運(yùn)動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定的過(guò)程中,回路上釋放出的焦耳熱;

3)金屬棒從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)直至達(dá)到穩(wěn)定,兩棒間距離增加多少?

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,圓弧形槽固定在地面上,COD為水平直徑,在光滑的半球形絕緣內(nèi)壁有質(zhì)量分別為mA、mB兩帶同種電荷的小球,各自帶電量為qA、qB,A、B兩小球與球心O點(diǎn)連線與豎直方向分別成37°53°夾角,處于靜止?fàn)顟B(tài),則

A. 質(zhì)量關(guān)系一定滿足mA> mB

B. 電荷量關(guān)系一定滿足qA> qB

C. 現(xiàn)用外力將小球B緩慢移動(dòng)到球心O點(diǎn)正下方,A、B系統(tǒng)電勢(shì)能將減小

D. 突然向下撤去半球形凹槽,小球A、B將做曲線運(yùn)動(dòng),且A、B系統(tǒng)電勢(shì)能可能增大

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】交管部門(mén)強(qiáng)行推出了電子眼”,機(jī)動(dòng)車(chē)擅自闖紅燈的現(xiàn)象大幅度減少。現(xiàn)有甲、乙兩汽車(chē)正沿同一平直馬路同向勻速行駛,甲車(chē)在前,乙車(chē)在后,它們行駛的速度均為10 m/s。當(dāng)兩車(chē)快要到一十字路時(shí),甲車(chē)司機(jī)看到綠燈已轉(zhuǎn)換成了黃燈,于是緊急剎車(chē)(反應(yīng)時(shí)間忽略不計(jì)),乙車(chē)司機(jī)為了避免與甲車(chē)相撞也緊急剎車(chē),但乙車(chē)司機(jī)反應(yīng)較慢(反應(yīng)時(shí)間為0.5 s)。已知甲車(chē)緊急剎車(chē)時(shí)制動(dòng)的加速度4 m/s2,乙車(chē)緊急剎車(chē)制動(dòng)的加速度5m/s2,求:

(1)若甲司機(jī)看到黃燈時(shí)車(chē)頭距警戒線15 m。他采取上述措施能否避免闖紅燈?

(2)為保證兩車(chē)在緊急剎車(chē)過(guò)程中不相撞,甲、乙兩車(chē)行駛過(guò)程中應(yīng)保持多大距離?

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖,一輕彈簧原長(zhǎng)為2R,其一端固定在傾角為37°的固定直軌道AC的底端A處,另一端位于直軌道上B處,彈簧處于自然狀態(tài),直軌道與一半徑為 的光滑圓弧軌道相切于C點(diǎn),AC=7R,A、BCD均在同一豎直平面內(nèi)。質(zhì)量為m的小物塊PC點(diǎn)由靜止開(kāi)始下滑,最低到達(dá)E點(diǎn)(未畫(huà)出),隨后P沿軌道被彈回,最高點(diǎn)到達(dá)F點(diǎn),AF=4R,已知P與直軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù),重力加速度大小為g。(取sin370=0.6,cos370=0.8)

(1)求P第一次運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)速度的大小。

(2)求P運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能。

(3)改變物塊P的質(zhì)量,將P推至E點(diǎn),從靜止開(kāi)始釋放。已知P自圓弧軌道的最高點(diǎn)D處水平飛出后,恰好通過(guò)G點(diǎn)。G點(diǎn)在C點(diǎn)左下方,與C點(diǎn)水平相距、豎直相距R,求P運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)時(shí)速度的大小和改變后P的質(zhì)量。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖,某同學(xué)在一張水平放置的白紙上畫(huà)了一個(gè)小標(biāo)記“·”(圖中O點(diǎn)),然后用橫截面為等邊三角形ABC的三棱鏡壓在這個(gè)標(biāo)記上,小標(biāo)記位于AC邊上。D位于AB邊上,過(guò)D點(diǎn)做AC邊的垂線交ACF。該同學(xué)在D點(diǎn)正上方向下順著直線DF的方向觀察。恰好可以看到小標(biāo)記的像;過(guò)O點(diǎn)做AB邊的垂線交直線DFE;DE=2 cm,EF=1 cm。求三棱鏡的折射率。(不考慮光線在三棱鏡中的反射)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】6分)某物理小組的同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)粗制玩具小車(chē)通過(guò)凹形橋最低點(diǎn)時(shí)的速度的實(shí)驗(yàn)。所用器材有:玩具小車(chē)、壓力式托盤(pán)秤、凹形橋模擬器(圓弧部分的半徑為R=0.20m)。

完成下列填空:

1)將凹形橋模擬器靜置于托盤(pán)秤上,如圖(a)所示,托盤(pán)秤的示數(shù)為1.00kg;

2)將玩具小車(chē)靜置于凹形橋模擬器最低點(diǎn)時(shí),托盤(pán)秤的示數(shù)如圖(b)所示,該示數(shù)為_____kg;

3)將小車(chē)從凹形橋模擬器某一位置釋放,小車(chē)經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)后滑向另一側(cè),此過(guò)程中托盤(pán)秤的最大示數(shù)為m;多次從同一位置釋放小車(chē),記錄各次的m值如下表所示:

序號(hào)

1

2

3

4

5

mkg

1.80

1.75

1.85

1.75

1.90

4)根據(jù)以上數(shù)據(jù),可求出小車(chē)經(jīng)過(guò)凹形橋最低點(diǎn)時(shí)對(duì)橋的壓力為_____N;小車(chē)通過(guò)最低點(diǎn)時(shí)的速度大小為_______m/s。(重力加速度大小取9.80m/s2 ,計(jì)算結(jié)果保留2位有效數(shù)字)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,含有、、的帶電粒子束從小孔O1處射入速度選擇器,沿直線O1O2運(yùn)動(dòng)的粒子在小孔O2處射出后垂直進(jìn)入偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng),最終打在P1、P2兩點(diǎn)

A打在P1點(diǎn)的粒子是

B打在P2點(diǎn)的粒子是

CO2P2的長(zhǎng)度是O2P1長(zhǎng)度的2倍

D粒子在偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間都相等

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】熱敏電阻是傳感電路中常用的電子元件.現(xiàn)用伏安法研究熱敏電阻在不同溫度下的伏安特性曲線,要求伏安特性曲線盡可能完整.已知常溫下待測(cè)熱敏電阻的阻值為45 Ω,熱敏電阻和溫度計(jì)插入帶塞的保溫杯中,杯內(nèi)有一定量的冷水,其他備用的儀表和器具有:

A.電流表A1,量程0.6 A,內(nèi)阻約1 Ω

B.電流表A2,量程3 A,內(nèi)阻約2 Ω

C.電壓表V1,量程15 V,內(nèi)阻約15 kΩ

D.電壓表V2、量程3 V,內(nèi)阻約5 kΩ

E.滑動(dòng)變阻器R1(0100 Ω)

F.滑動(dòng)變阻器R2(020 Ω)

G.電源E(3 V,內(nèi)阻可忽略)

H.盛有熱水的水杯(圖中未畫(huà)出)

I.開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干

(1)實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選用的電流表為________(“A1“A2”),應(yīng)選用的電壓表為________(“V1“V2”),應(yīng)選用的滑動(dòng)變阻器為________(R1R2”)

(2)畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路原理圖,要求測(cè)量誤差盡可能。

(3)根據(jù)電路原理圖,在實(shí)物圖上連線.

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