【題目】如圖所示,MN、PQ為足夠長的平行導(dǎo)軌,間距L=0.5m.導(dǎo)軌平面與水平面間的夾角θ=37°.NQ⊥MN,NQ間連接有一個R=3Ω的電阻.有一勻強(qiáng)磁場垂直于導(dǎo)軌平面,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0=1T.將一根質(zhì)量為m=0.05kg的金屬棒ab緊靠NQ放置在導(dǎo)軌上,且與導(dǎo)軌接觸良好,金屬棒的電阻r=2Ω,其余部分電阻不計(jì).現(xiàn)由靜止釋放金屬棒,金屬棒沿導(dǎo)軌向下運(yùn)動過程中始終與NQ平行.已知金屬棒與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)μ=0.5,當(dāng)金屬棒滑行至cd處時速度大小開始保持不變,cd距離NQ為s=2m.試解答以下問題:(g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)

(1)金屬棒達(dá)到穩(wěn)定時的速度是多大?

(2)從靜止開始直到達(dá)到穩(wěn)定速度的過程中,電阻R上產(chǎn)生的熱量是多少?

(3)若將金屬棒滑行至cd處的時刻記作t=0,從此時刻起,讓磁感應(yīng)強(qiáng)度逐漸減小,可使金屬棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流,則t=1s時磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)為多大?

【答案】(1)2m/s (2)0.06J (3)0.4T

【解析】(1)在達(dá)到穩(wěn)定速度前,金屬棒的加速度逐漸減小,速度逐漸增大,達(dá)到穩(wěn)定速度時,有:mgsinθ=B0IL+μmgcosθ

E=B0Lv

E=I(R+r)

代入已知數(shù)據(jù),得v=2m/s

(2)根據(jù)能量守恒得,重力勢能減小轉(zhuǎn)化為動能、摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能和回路中產(chǎn)生的焦耳熱.有:

mgssinθ=mv2+μmgcosθ·s+Q

電阻R上產(chǎn)生的熱量:QRQ

解得:QR=0.06J

(3)當(dāng)回路中的總磁通量不變時,金屬棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流.此時金屬棒將沿導(dǎo)軌做勻加速運(yùn)動,故:mgsinθ-μmgcosθ=ma

設(shè)t時刻磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,則:

B0Ls=BL(s+x)

x=vt+at2

故t=1s時磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.4T

練習(xí)冊系列答案
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【題目】如圖所示,汽缸開口向右、固定在水平桌面上,汽缸內(nèi)用活塞(橫截面積為S)封閉了一定質(zhì)量的理想氣體,活塞與汽缸壁之間的摩擦忽略不計(jì).輕繩跨過光滑定滑輪將活塞和地面上的重物(質(zhì)量為m)連接.開始時汽缸內(nèi)外壓強(qiáng)相同,均為大氣壓p0(mg<p0S),輕繩處在伸直狀態(tài),汽缸內(nèi)氣體的溫度為T0,體積為V.現(xiàn)使汽缸內(nèi)氣體的溫度緩慢降低,最終使得氣體體積減半,求:

(1)重物剛離地面時汽缸內(nèi)氣體的溫度T1

(2)氣體體積減半時的溫度T2;

(3)在如圖所示的坐標(biāo)系中畫出氣體狀態(tài)變化的整個過程,標(biāo)注相關(guān)點(diǎn)的坐標(biāo)值.

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A.導(dǎo)線框中感應(yīng)電流方向依次為:順時針→逆時針→順時針

B.導(dǎo)線框的磁通量為零時,感應(yīng)電流也為零

C.導(dǎo)線框所受安培力的合力方向依次為:向上→向下→向上

D.導(dǎo)線框產(chǎn)生的焦耳熱等于下落過程中框損失的重力勢能

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,在豎直平面內(nèi)放置著絕緣軌道ABCAB部分是半徑R=0.40m的光滑半圓軌道,BC部分是粗糙的水平軌道,BC軌道所在的豎直平面內(nèi)分布著E=1.0×103V/m的水平向右的有界勻強(qiáng)電場,AB為電場的左側(cè)邊界.現(xiàn)將一質(zhì)量為m=0.04kg、電荷量為q=-1×10-4C的滑塊(視為質(zhì)點(diǎn))從BC上的某點(diǎn)由靜止釋放,滑塊通過A點(diǎn)時對軌道的壓力恰好為零.已知滑塊與BC間的動摩擦因數(shù)為=0.05,g取10m/s2.求:

(1)滑塊通過A點(diǎn)時速度vA的大小;

(2)滑塊在BC軌道上的釋放點(diǎn)到B點(diǎn)的距離x;

(3)滑塊離開A點(diǎn)后在空中運(yùn)動速度v的最小值.

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【題目】在下列物體的運(yùn)動中,可視作質(zhì)點(diǎn)的物體有( 。

A. 研究火車通過一座橋所用的時間

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A. a尚未離開墻壁前,ab組成的系統(tǒng)動量守恒

B. a尚未離開墻壁前,ab組成的系統(tǒng)動量不守恒

C. a離開墻后,a、b組成的系統(tǒng)動量守恒

D. a離開墻后,a、b組成的系統(tǒng)動量不守恒

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D. 當(dāng)物體做勻減速直線運(yùn)動時,v1<v2

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