【題目】如圖,水平面(紙面)內(nèi)間距為l的平行金屬導(dǎo)軌間接一電阻,質(zhì)量為m、長度為l的金屬桿置于導(dǎo)軌上。t=0時(shí),金屬桿在水平向右、大小為F的恒定拉力作用下由靜止開始運(yùn)動(dòng),t0時(shí)刻,金屬桿進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場區(qū)域,且在磁場中恰好能保持勻速運(yùn)動(dòng)。桿與導(dǎo)軌的電阻均忽略不計(jì),兩者始終保持垂直且接觸良好,兩者之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ。重力加速度大小為g。求:

(1)金屬桿在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的電動(dòng)勢的大。

(2)電阻的阻值。

【答案】(1) (2)

【解析】(1)設(shè)金屬桿進(jìn)入磁場前的加速度大小為a,由牛頓第二定律得ma=F-μmg①

設(shè)金屬桿到達(dá)磁場左邊界時(shí)的速度為v,由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有v=at0

當(dāng)金屬桿以速度v在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí),由法拉第電磁感應(yīng)定律,桿中的電動(dòng)勢為E=Blv③

聯(lián)立①②③式可得E=Blt0

(2)設(shè)金屬桿在磁場區(qū)域中勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),金屬桿的電流為I,根據(jù)歐姆定律I=

式中R為電阻的阻值。金屬桿所受的安培力為f=BIl⑥

因金屬桿做勻速運(yùn)動(dòng),由牛頓運(yùn)動(dòng)定律得F–μmg–f=0⑦

聯(lián)立④⑤⑥⑦式得R=

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】如圖所示的(圖中長木板水平固定)是高中物理常用的力學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置,現(xiàn)用該裝置完成測定木塊運(yùn)動(dòng)加速度

1下例實(shí)驗(yàn)照片中是否有實(shí)驗(yàn)錯(cuò)誤、不合理或不必要之處?若存在問題,請指明問題所在。

照片A(電鍵一側(cè)連蓄電池)照片B 木塊釋放位置

2如圖所示為從實(shí)驗(yàn)中得到的一條認(rèn)為最能反映木塊勻變速運(yùn)動(dòng)紙帶的一部分,0,1,2,3,4,5,6為計(jì)數(shù)點(diǎn),相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)打點(diǎn)未畫出,從紙帶上測得則木塊的加速度大小(保留兩位有效數(shù)字)

3下列哪些措施能有助于減小實(shí)驗(yàn)的誤差(

A.選用輸出電壓穩(wěn)定性更佳的穩(wěn)恒電源

B.選用輸出電壓變化周期更穩(wěn)定的交流電源

C.調(diào)節(jié)滑輪高度,使拉線與長木板平行

D.實(shí)驗(yàn)中滿足砝碼盤和砝碼的總質(zhì)量為遠(yuǎn)小于木塊的質(zhì)量M

E. 實(shí)驗(yàn)前先平衡滑塊與木板間的摩擦力

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】用DIS描繪電場的等勢線的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如圖所示。

(1)(單選題)該實(shí)驗(yàn)描繪的是

(A)兩個(gè)等量同種電荷周圍的等勢線

(B)兩個(gè)等量異種電荷周圍的等勢線

(C)兩個(gè)不等量同種電荷周圍的等勢線

(D)兩個(gè)不等量異種電荷周圍的等勢線

(2)(單選題)實(shí)驗(yàn)操作時(shí),需在平整的木板上依次鋪放

(A)導(dǎo)電紙、復(fù)寫紙、白紙

(B)白紙、導(dǎo)電紙、復(fù)寫紙

(C)導(dǎo)電紙、白紙、復(fù)寫紙

(D)白紙、復(fù)寫紙、導(dǎo)電紙

(3)若電壓傳感器的紅、黑探針分別接觸圖中d、f兩點(diǎn)(f、d連線與A、B連線垂直)時(shí),示數(shù)小于零。為使示數(shù)為零,應(yīng)保持紅色探針與d點(diǎn)接觸,而將黑色探針(選填:向左向右)移動(dòng)。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,在xOy平面內(nèi),0<x<2L的區(qū)域內(nèi)有一方向豎直向上的勻強(qiáng)電場,2L<x<3L的區(qū)域內(nèi)有一方向豎直向下的勻強(qiáng)電場,兩電場強(qiáng)度大小相等。x>3L的區(qū)域內(nèi)有一方向垂直于xOy平面向外的勻強(qiáng)磁場。某時(shí)刻,一帶正電的粒子從坐標(biāo)原點(diǎn)以沿x軸正方向的初速度v0進(jìn)入電場;之后的另一時(shí)刻,一帶負(fù)電粒子以同樣的初速度從坐標(biāo)原點(diǎn)進(jìn)入電場。正、負(fù)粒子從電場進(jìn)入磁場時(shí)速度方向與電場和磁場邊界的夾角分別為60°和30°,兩粒子在磁場中分別運(yùn)動(dòng)半周后在某點(diǎn)相遇。已經(jīng)兩粒子的重力以及兩粒子之間的相互作用都可忽略不計(jì),兩粒子帶電量大小相等。求:

(1)正、負(fù)粒子的質(zhì)量之比m1:m2;

(2)兩粒子相遇的位置P點(diǎn)的坐標(biāo);

(3)兩粒子先后進(jìn)入電場的時(shí)間差。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】水平面上有電阻不計(jì)的U形導(dǎo)軌NMPQ,它們之間的寬度為L,M和P之間接入電動(dòng)勢為E的電源不計(jì)內(nèi)阻現(xiàn)垂直于導(dǎo)軌擱一根質(zhì)量為m、電阻為R的金屬棒ab,并加一個(gè)范圍較大的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向與水平面夾角為θ且指向右斜上方,如圖所示。

問:1當(dāng)ab棒靜止時(shí),ab棒受到的支持力和摩擦力各為多少?

2若B的大小和方向均能改變,則要使ab棒所受支持力為零,B的大小至少為多少?此時(shí)B的方向如何?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,圖面內(nèi)有豎直線DD',過DD'且垂直于圖面的平面將空間分成I、II兩區(qū)域。區(qū)域I有方向豎直向上的勻強(qiáng)電場和方向垂直圖面的勻強(qiáng)磁場B(圖中未畫出);區(qū)域II有固定在水平面上高、傾角的光滑絕緣斜面,斜面頂端與直線DD'距離,區(qū)域II可加豎直方向的大小不同的勻強(qiáng)電場(圖中未畫出);C點(diǎn)在DD'上,距地面高。零時(shí)刻,質(zhì)量為m、帶電量為q的小球P在K點(diǎn)具有大小、方向與水平面夾角的速度。在區(qū)域I內(nèi)做半徑的勻速圓周運(yùn)動(dòng),經(jīng)C點(diǎn)水平進(jìn)入?yún)^(qū)域II。某時(shí)刻,不帶電的絕緣小球A由斜面頂端靜止釋放,在某處與剛運(yùn)動(dòng)到斜面的小球P相遇。小球視為質(zhì)點(diǎn),不計(jì)空氣阻力及小球P所帶電量對(duì)空間電磁場的影響。l已知,g為重力加速度。

(1)求勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大;

(2)若小球A、P在斜面底端相遇,求釋放小球A的時(shí)刻tA;

(3)若小球A、P在時(shí)刻(β為常數(shù))相遇于斜面某處,求此情況下區(qū)域II的勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)E,并討論場強(qiáng)E的極大值和極小值及相應(yīng)的方向。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,粗糙斜面的傾角θ=37°,邊長L1=0.5 m的正方形區(qū)域內(nèi)存在著垂直于斜面向下的勻強(qiáng)磁場。一個(gè)匝數(shù)n=10匝的剛性正方形線框,邊長為L2=0.6 m,通過松弛的柔軟導(dǎo)線(對(duì)線框的作用力近似為零)與電阻R相連,R=1.25 Ω。正方形磁場區(qū)域的一半恰好在正方形線框內(nèi)部。已知線框質(zhì)量m=2 kg,總電阻R0=1.25 Ω,與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5.從t=0時(shí)起,磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度按B=B02tT)的規(guī)律變化,線框能保持一段時(shí)間靜止在斜面上。設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,g10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.求:

1)線框不動(dòng)時(shí),回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢E

2B0的取值范圍;

3)線框保持不動(dòng)的時(shí)間內(nèi),電阻R上產(chǎn)生的熱量Q的最大值是多少?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在一次救援中,一輛汽車停在一傾角為370的小山坡坡底,突然司機(jī)發(fā)現(xiàn)在距坡底48 m的山坡處一巨石以8 m/s的初速度加速滾下,巨石和山坡間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5,巨石到達(dá)坡底進(jìn)入水平面的過程速率不變,在水平面的運(yùn)動(dòng)可以近似看成加速度大小為2m/s2的勻減速直線運(yùn)動(dòng);司機(jī)發(fā)現(xiàn)險(xiǎn)情后經(jīng)過2s汽車才啟動(dòng)起來,并以0.5m/s2的加速度一直做勻加速直線運(yùn)動(dòng)(如圖所示),求:

(1)巨石到達(dá)坡底時(shí)間和速率分別是多少?

(2)汽車司機(jī)能否安全脫險(xiǎn)?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,光滑水平面上有A、B、C三個(gè)物塊,其質(zhì)量分別為mA=2.0kg,mB=1.0kg,mC=1.0kg.現(xiàn)用一輕彈簧將A、B兩物塊連接,并用力緩慢壓縮彈簧使A、B兩物塊靠近,此過程外力做功108J(彈簧仍處于彈性限度內(nèi)),然后同時(shí)釋放A、B,彈簧開始逐漸變長,當(dāng)彈簧剛好恢復(fù)原長時(shí),C恰以4m/s的速度迎面與B發(fā)生碰撞并粘連在一起.求

(1)彈簧剛好恢復(fù)原長時(shí)(B與C碰撞前)A和B物塊速度的大?

(2)當(dāng)彈簧第二次被壓縮時(shí),彈簧具有的最大彈性勢能為多少?

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案