【題目】如圖所示,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B水平勻強(qiáng)磁場中,有一豎直放置的光滑的平行金屬導(dǎo)軌,導(dǎo)軌足夠長,導(dǎo)軌平面與磁場垂直,導(dǎo)軌間距為L,頂端接有阻值為R的電阻。一根金屬棒從導(dǎo)軌上M由靜止釋放。已知棒的長度為L,質(zhì)量為m,電阻為r。金屬棒始終在磁場中運(yùn)動(dòng),處于水平且與導(dǎo)軌接觸良好,忽略導(dǎo)軌的電阻。重力加速度為g。

a.分析金屬棒的運(yùn)動(dòng)情況,并求出運(yùn)動(dòng)過程的最大速度vm和整個(gè)電路產(chǎn)生的最大電熱功率Pm

b.若導(dǎo)體棒下落時(shí)間為t時(shí),其速度為vtvt<vm),求其下落高度h。

【答案】a. , ;b.

【解析】a.金屬棒向下運(yùn)動(dòng)切割磁感線,產(chǎn)生感應(yīng)電流,受到安培力,合力向下減小,做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng);當(dāng)安培力和重力相等時(shí),金屬棒做勻速運(yùn)動(dòng)。

由法拉第電磁感應(yīng)定律

由閉合電路歐姆定律

由安培力表達(dá)式

當(dāng)時(shí),速度達(dá)到最大,電動(dòng)勢達(dá)到最大,電流達(dá)到最大,電路消耗的電功率達(dá)到最大,

解得:

b. 金屬棒從開始下落到速度達(dá)到vt的過程中,由動(dòng)量定理

將整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程劃分成很多小段,可認(rèn)為在每個(gè)小段中感應(yīng)電動(dòng)勢幾乎不變,設(shè)每小段的時(shí)間為Δt。

則安培力的沖量

下落高度h=

解得

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】如圖所示一平行板電容器的兩極板A、B水平放置,上極板A接地,電容器通過滑動(dòng)變阻器R和電鍵S與電動(dòng)勢為E的電源相連,現(xiàn)將電鍵S閉合,位于A、B兩板之間P點(diǎn)的帶電粒子恰好處于靜止?fàn)顟B(tài),下列說法正確的是

AB板電勢為E

B.若滑動(dòng)變阻器的滑片右移,則帶電粒子將向下運(yùn)動(dòng)

C.若B板向上移動(dòng)少許,P點(diǎn)電勢不變

D.若B板向左平移少許,帶電粒子的電勢能不變

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】(2015四川理綜,10)如圖所示,粗糙、絕緣的直軌道OB固定在水平桌面上,B端與桌面邊緣對(duì)齊,A是軌道上一點(diǎn),過A點(diǎn)并垂直于軌道的豎直面右側(cè)有大小E=1.5×106 N/C,方向水平向右的勻強(qiáng)電場.帶負(fù)電的小物體P電荷量是2.0×10-6 C,質(zhì)量m=0.25 kg,與軌道間動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.4.P從O點(diǎn)由靜止開始向右運(yùn)動(dòng),經(jīng)過0.55 s到達(dá)A點(diǎn),到達(dá)B點(diǎn)時(shí) 速度是5 m/s,到達(dá)空間D點(diǎn)時(shí)速度與豎直方向的夾角為α,且tan α=1.2.P在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中始終受到水平向右的某外力F作用,F(xiàn)大小與P的速率v的關(guān)系如表所示.P視為質(zhì)點(diǎn),電荷量保持不變,忽略空氣阻力,取g=10 m/s2.求:

v/(m·s-1)

0≤v≤2

2<v<5

v≥5

F/N

2

6

3

(1)小物體P從開始運(yùn)動(dòng)至速率為2 m/s所用的時(shí)間;

(2)小物體P從A運(yùn)動(dòng)至D的過程,電場力做的功.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】1921年3月上海《時(shí)事新報(bào)》刊登了一篇駐德國記者的特約稿,評(píng)論“愛因斯坦的革命事業(yè),比之昔日的德國路德之宗教革命,其影響還要重大,這位先生把舊科學(xué)的概念一齊推翻”材料中“舊科學(xué)的概念”是指( )

A.愛因斯坦的相對(duì)論 B.牛頓的經(jīng)典力學(xué)

C.達(dá)爾文的生物進(jìn)化論 D.普朗克的量子論

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】直流電動(dòng)機(jī)是一種使用直流電流的動(dòng)力裝置,是根據(jù)通電線圈在磁場中受到安培力的原理制成的。如圖乙所示是一臺(tái)直流電動(dòng)機(jī)模型示意圖,固定部分(定子)裝了一對(duì)磁極,旋轉(zhuǎn)部分(轉(zhuǎn)子)裝設(shè)圓柱形鐵芯,將線圈固定在轉(zhuǎn)子鐵芯上,能與轉(zhuǎn)子一起繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)。線圈經(jīng)過滑環(huán)、電刷與電源相連,電源電動(dòng)勢為E,內(nèi)阻不計(jì)。電源與線圈之間連接阻值為R的定值電阻。不計(jì)線圈內(nèi)阻及電機(jī)損耗。若轉(zhuǎn)軸上纏繞足夠長的輕繩,繩下端懸掛一質(zhì)量為m的重物,接通電源,轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)重物上升,最后重物以速度v1勻速上升;若將電源處短接(相當(dāng)于去掉電源,導(dǎo)線把線圈與電阻連成閉合電路),釋放重物,帶動(dòng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng),重物質(zhì)量m不變。重物最后以v2勻速下落;

根據(jù)以上信息,寫出v1v2的關(guān)系式。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】(10分) 一列簡諧橫波,某時(shí)刻的波形圖象如圖甲所示,從該時(shí)刻開始計(jì)時(shí),波上A質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象如圖乙所示,則:

(i)從該時(shí)刻起,再經(jīng)過Δt=0.4 s,P質(zhì)點(diǎn)的位移、通過的路程和波傳播的距離分別為多少?

(ii)若t=0時(shí)振動(dòng)剛剛傳到A點(diǎn),從該時(shí)刻起再經(jīng)多長時(shí)間坐標(biāo)為45 m的質(zhì)點(diǎn)未畫出第二次位于波峰?

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【題目】如圖所示,運(yùn)動(dòng)員以速度v在傾角為θ的傾斜賽道上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。已知運(yùn)動(dòng)員及自行車的總質(zhì)量為m,做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R,重力加速度為g,將運(yùn)動(dòng)員和自行車看作一個(gè)整體,則

A. 受重力、支持力、摩擦力、向心力作用

B. 受的合力為零,做勻速運(yùn)動(dòng)

C. 受到的合力大小為F=

D. 受的合力恒定,做變加速運(yùn)動(dòng)

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示的皮帶傳動(dòng)裝置中,皮帶與輪之間不打滑,兩輪半徑分別為Rr,且R=3r,A、B分別為兩輪邊緣上的點(diǎn),則皮帶輪運(yùn)動(dòng)過程中,關(guān)于A、B兩點(diǎn)下列說法正確的是(

A. 角速度之比ωA:ωB=3:1

B. 向心加速度之比aA:aB=1:3

C. 速率之比υA:υB=1:3

D. 在相同的時(shí)間內(nèi)通過的路程之比sA:sB=3:1

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】下列物理量是矢量的是( )

A. 電勢 B. 電壓 C. 電場強(qiáng)度 D. 電勢能

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