【題目】如圖所示,一個“U”形金屬導(dǎo)軌靠絕緣的墻壁水平放置,導(dǎo)軌長L=1.4m,寬d=0.2m.一對長L1=0.4m的等寬金屬導(dǎo)軌靠墻傾斜放置,與水平導(dǎo)軌成θ角平滑連接,θ角可在0~60°調(diào)節(jié)后固定.水平導(dǎo)軌的左端長L2=0.4m的平面區(qū)域內(nèi)有勻強磁場,方向水平向左,磁感應(yīng)強度大小B0=2T.水平導(dǎo)軌的右端長L3=0.5m的區(qū)域有豎直向下的勻強磁場B,磁感應(yīng)強度大小隨時間以 =1.0T/s均勻變大.一根質(zhì)量m=0.04kg的金屬桿MN從斜軌的最上端靜止釋放,金屬桿與斜軌間的動摩擦因數(shù)1=0.125,與水平導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)2=0.5.金屬桿電阻R=0.08Ω,導(dǎo)軌電阻不計.

(1)求金屬桿MN上的電流大小,并判斷方向;
(2)金屬桿MN從斜軌滑下后停在水平導(dǎo)軌上,求θ角多大時金屬桿所停位置與墻面的距離最大,并求此最大距離xm

【答案】
(1)解:由法拉第電磁感應(yīng)定律,則有:E= = dL3

由閉合電路歐姆定律得:I=

由上式,可得MN棒上的電流大小:I=1.25A

根據(jù)右手定則,則MN棒上的電流方向:N→M

答:金屬桿MN上的電流大小1.25A,且方向N→M


(2)解:設(shè)導(dǎo)體棒滑出水平磁場后繼續(xù)滑行x后停下,

由動能定理得:mgL1sinθ﹣μ1mgL1cosθ﹣μ2(mg+B0Id)(L2﹣L1cosθ)﹣μ2mgx=0

代入數(shù)據(jù)得:

0.16sinθ+0.16cosθ﹣0.18=0.2x

當(dāng)θ=45°時,x最大,

解得:x=0.8 ﹣0.9=0.23m

則有:xm=L2+x=0.63m

答:金屬桿MN從斜軌滑下后停在水平導(dǎo)軌上,則夾角45°時金屬桿所停位置與墻面的距離最大,

且最大距離0.63m.


【解析】(1)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,求得感應(yīng)電動勢大小,再依據(jù)閉合電路歐姆定律,求得感應(yīng)電流的大小,最后根據(jù)右手定則,來判定感應(yīng)電流的方向;(2)根據(jù)動能定理,列出表達(dá)式,再依據(jù)數(shù)據(jù)知識,當(dāng)夾角θ取何值時,滑行位移有最大值,從而即可求解.
【考點精析】掌握動能定理的綜合應(yīng)用是解答本題的根本,需要知道應(yīng)用動能定理只考慮初、末狀態(tài),沒有守恒條件的限制,也不受力的性質(zhì)和物理過程的變化的影響.所以,凡涉及力和位移,而不涉及力的作用時間的動力學(xué)問題,都可以用動能定理分析和解答,而且一般都比用牛頓運動定律和機械能守恒定律簡捷.

練習(xí)冊系列答案
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【題目】如圖所示,電源的電動勢和內(nèi)阻分別為E、r,在滑動變阻器的滑片Pab移動的過程中,下列說法正確的是:

A. 電流表的讀數(shù)一定減小

B. R0的功率一定增大

C. 電源的輸出功率可能先減小后增大

D. 電壓表與電流表讀數(shù)的比值一定先減小后增大

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【題目】如圖所示,螺線管與電阻R相連,磁鐵從螺線管的正上方由靜止釋放,向下穿過螺線管,下列說法正確的是( )

A.磁鐵剛離開螺線管時的加速度小于重力加速度
B.通過電阻的電流先由a到b,后由b到a
C.磁鐵減少的重力勢能等于回路產(chǎn)生的熱量
D.a的電勢始終高于b的電勢

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖,一束光沿半徑方向射向一塊半圓形玻 璃磚,在玻璃磚底面上的入射角為θ,經(jīng)折射后射出a、b兩束光線,則

A. 在玻璃中,a光的傳播速度小于b光的傳播速度

B. 在真空中,a光的波長小于b光的波長

C. 玻璃磚對a光的折射率小于對b光的折射率

D. 若改變光束的入射方向使θ角逐漸變大,則折射光線a首先消失

E. 分別用a、b光在同一個雙縫干涉實驗裝置上做實驗,a光的干涉條紋間距大于b光的干涉條紋間距

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【題目】汽車以10m/s的速度在公路上勻速行駛,駕駛員發(fā)現(xiàn)正前方15m處的斑馬線上有行人,于是剎車禮讓,汽車恰好停止在斑馬線前,假設(shè)駕駛員反應(yīng)時間為0.5s,汽車運動的v-t圖如圖所示.下列說法正確的是( 。

A. 汽車在駕駛員反應(yīng)時間內(nèi)發(fā)生位移大小為5m

B. 汽車剎車所受合外力方向與加速度方向相反

C. 汽車減速的加速度大小為4m/s2

D. 從駕駛員發(fā)現(xiàn)行人道汽車剎車共需2.5s

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖,兩根平行放置的相同的長直導(dǎo)線a和b通有大小分別為I和2I、方向相同的電流,則兩根導(dǎo)線( )

A.相互吸引,電流大的加速度大
B.相互排斥,電流大的加速度大
C.相互吸引,加速度大小相等
D.相互排斥,加速度大小相等

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【題目】某同學(xué)利用游標(biāo)卡尺和螺旋測微器分別測量一圓柱體工件的直徑和高度,測量結(jié)果如圖(a)和(b)所示.該工件的直徑為cm,高度為mm.

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【題目】【物理選修3-4】(1)某簡諧橫波沿x軸正方向傳播,在t=0時刻恰好傳播到x=4mb點,在t=0.6s時,x=1m的質(zhì)點a恰好第二次位于平衡位置,質(zhì)點P(圖中未畫出)位于x=5m處,下列說法正確的是

A.該波的波速為v=5m/s

B.質(zhì)點P的起振方向是向上

C.0~1.2s質(zhì)點P通過的路程是0.10m

D.質(zhì)點P第三次到達(dá)波峰的時間是2.4s

E.與該波發(fā)生干涉的另一簡諧波的頻率是2.5Hz

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【題目】如圖甲所示,在光滑水平面上,輕質(zhì)彈簧一端固定,物體以速度向右運動壓縮彈簧,測得彈簧的最大壓縮量為,現(xiàn)讓彈簧一端連接另一質(zhì)量為的物體(如圖乙所示), 物體的速度向右壓縮彈簧,測得彈簧的最大壓縮量仍為,則( )

A. 物體的質(zhì)量為

B. 物體的質(zhì)量為

C. 彈簧壓縮最大時的彈性勢能為

D. 彈簧壓縮最大時的彈性勢能為

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同步練習(xí)冊答案