【題目】如圖所示,間距為L的平行且足夠長的光滑導(dǎo)軌由兩部分組成:傾斜部分與水平部分平滑相連,傾角為θ,在傾斜導(dǎo)軌頂端連接一阻值為r的定值電阻.質(zhì)量為m、電阻也為r的金屬桿MN垂直導(dǎo)軌跨放在導(dǎo)軌上,在傾斜導(dǎo)軌區(qū)域加一垂直導(dǎo)軌平面向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場;在水平導(dǎo)軌區(qū)域加另一垂直導(dǎo)軌平面向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小也為B的勻強(qiáng)磁場.閉合開關(guān)S,讓金屬桿MN從圖示位置由靜止釋放,已知金屬桿運(yùn)動到水平導(dǎo)軌前,已達(dá)到最大速度,不計(jì)導(dǎo)軌電阻且金屬桿始終與導(dǎo)軌接觸良好,重力加速度為g.求:

(1)金屬桿MN在傾斜導(dǎo)軌上滑行的最大速率vm;

(2)金屬桿MN在傾斜導(dǎo)軌上運(yùn)動,速度未達(dá)到最大速度vm前,當(dāng)流經(jīng)定值電阻的電流從零增大到I0的過程中,通過定值電阻的電荷量為q,求這段時間內(nèi)在定值電阻上產(chǎn)生的焦耳熱Q;

(3)金屬桿MN在水平導(dǎo)軌上滑行的最大距離xm.

【答案】(1)  (2) (3)

【解析】(1)金屬桿MN在傾斜導(dǎo)軌上滑行的速度最大時,其受到的合力為零,

對其受力分析,可得:

mgsin θBIL0

根據(jù)歐姆定律可得:I

解得:vm

(2)設(shè)在這段時間內(nèi),金屬桿運(yùn)動的位移為x,

由電流的定義可得:qΔt

根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律得:

解得:x

設(shè)電流為I0時金屬桿的速度為v0,根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律,可得:I0

此過程中,電路產(chǎn)生的總焦耳熱為Q,由功能關(guān)系可得:mgxsin θQmv

定值電阻產(chǎn)生的焦耳熱QQ

解得:Q

(3)由牛頓第二定律得:BILma

由法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律可得:

I

可得: vm

vΔtmΔv,

xmmvm

得:xm

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】如圖甲所示為測量電動機(jī)勻速轉(zhuǎn)動角速度的實(shí)驗(yàn)裝置,半徑不大的圓形卡紙固定在電動機(jī)轉(zhuǎn)軸上,在電動機(jī)的帶動下勻速轉(zhuǎn)動.在圓形卡紙的旁邊垂直安裝了一個改裝了的電火花計(jì)時器.

(1)請將下列實(shí)驗(yàn)步驟按先后排序:________

A.使電火花計(jì)時器與圓形卡紙保持良好接觸

B.接通電火花計(jì)時器的電源,使它工作起來

C.啟動電動機(jī),使圓形卡紙轉(zhuǎn)動起來

D.關(guān)閉電動機(jī),拆除電火花計(jì)時器;研究卡紙上留下的一段痕跡(如圖乙所示),寫出角速度ω的表達(dá)式,代入數(shù)據(jù),得出ω的測量值。

(2)要得到ω的測量值,還缺少一種必要的測量工具,它是________

A.秒表 B.毫米刻度尺 C.圓規(guī) D.量角器

(3)寫出角速度ω的表達(dá)式,并指出表達(dá)式中各個物理量的意義。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】下列關(guān)于速度的說法正確的是(   )

A. 物體運(yùn)動的越快,位置的變化就越大

B. 物體的瞬時速率始終不變,則物體的速度不變

C. 物體的速度不變,則物體的瞬時速率也不變

D. 物體的位移越大則速度越大

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】用某種單色光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時,已知雙縫間距離d=0.25mm.雙縫到毛玻璃屏間距離L的大小也由圖中毫米刻度尺讀出(如圖⑤所示),實(shí)驗(yàn)時先移動測量頭(如圖①所示)上的手輪,把分劃線對準(zhǔn)靠近最左邊的一條亮條紋(如圖②所示),并記下螺旋測微器的讀數(shù)x1(如圖③所示),然后轉(zhuǎn)動手輪,把分劃線向右邊移動,直到對準(zhǔn)第7條亮條紋并記下螺旋測微器讀數(shù)x7(如圖④所示),由以上測量數(shù)據(jù)可求得該單色光的波長.

圖示中雙縫的位置L1=__________mm,毛玻璃屏的位置L2=__________mm,螺旋測微器的讀數(shù)x1=__________mm,螺旋測微器的讀數(shù)x7=__________mm,請用以上測量量的符號表示出該單色光波長的表達(dá)式__________.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】下列應(yīng)用中應(yīng)該使用硬磁材料的是( )

A. 變壓器的鐵芯

B. 磁帶錄音機(jī)的磁帶

C. 電腦軟盤

D. 揚(yáng)聲器用的磁鐵

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示質(zhì)量相同的木塊A、B用輕質(zhì)彈簧連接.靜止在光滑的水平面上此時彈簧處于自然狀態(tài).現(xiàn)用水平恒力FA.則從力F開始作用到彈簧第一次被壓縮到最短的過程中(  )

A. 彈簧壓縮到最短時,兩木塊的速度相同

B. 彈簧壓縮到最短時,兩木塊的加速度相同

C. 兩木塊速度相同時,加速度aA<aB

D. 兩木塊加速度相同時,速度vA>vB

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】錄音機(jī)是怎樣記錄信號的?

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】關(guān)于速度和加速度的關(guān)系,下列說法正確的是(

A. 物體的加速度增大,速度不會減小

B. 物體的加速度方向不發(fā)生變化,速度方向一定不發(fā)生變化

C. 加速度方向與速度變化量方向一定相同

D. 物體的速度變化量越大,加速度越大

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,兩個固定的等量異種電荷相距為4L,其連線中點(diǎn)為O,以O(shè)為圓心、L為半徑的圓與兩點(diǎn)電荷間的連線及連線的中垂線分別交于a、b和c、d。則

A. a、b兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小相等,方向相反

B. c、d兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小相等,方向相同

C. 將一帶正電的試探電荷從a點(diǎn)沿直線移到b點(diǎn),其電勢能先減小后增大

D. 將一帶正電的試探電荷從c點(diǎn)沿直線移到d點(diǎn),其電勢能先增大后減小

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