【題目】如圖甲所示,固定在水平桌邊上的“ ”型平行金屬導(dǎo)軌足夠長,傾角為53,間距L=2m,電阻不計(jì);導(dǎo)軌上兩根金屬棒ab、cd的阻值分別為R1=2Ω,R2=4Ω,cd棒質(zhì)量m1=1.0kg,ab與導(dǎo)軌間摩擦不計(jì),cd與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5,設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,整個(gè)導(dǎo)軌置于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=5T、方向垂直傾斜導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,F(xiàn)讓ab棒從導(dǎo)軌上某處由靜止釋放,當(dāng)它剛要滑出導(dǎo)軌時(shí),cd棒剛要開始滑動(dòng);g取10m/s2,sin37 =cos53 =0.6,cos37 = sin53 =0.8。

(1)在乙圖中畫出此時(shí)cd棒的受力示意圖,并求出ab棒的速度;

(2)若ab棒無論從多高的位置釋放,cd棒都不動(dòng),則ab棒質(zhì)量應(yīng)小于多少?

(3)假如cd棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)可以改變,則當(dāng)動(dòng)摩擦因數(shù)滿足什么條件時(shí),無論ab棒質(zhì)量多大、從多高位置釋放,cd棒始終不動(dòng)?

【答案】(1)1.5m/s(2)3.125kg(3)μ≥0.75

【解析】

試題分析:(1)ab棒沿斜面滑下切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向是bacdb;

因?yàn)楫?dāng)ab棒從導(dǎo)軌剛要滑出時(shí),cd棒剛要開始滑動(dòng)其受力分析如圖所示。

由受力分析得: ,

且: ,解得:I=2.5A

根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律:E=BLv

閉合電路的歐姆定律:

解得:v=1.5m/s

(2)ab棒在足夠長的軌道下滑時(shí),最大安培力只能等于自身重力的分力,有:

ab棒與cd棒串聯(lián),故所受最大安培力相等

要使cd棒不能滑動(dòng),需:

以上兩式聯(lián)立解得:mab3.125kg

(3)ab棒下滑時(shí),cd棒始終靜止,有:

解得:

當(dāng)ab棒質(zhì)量無限大,在無限長軌道上最終一定勻速運(yùn)動(dòng),安培力F/A趨于無窮大,有:=0.75

練習(xí)冊(cè)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,體積為v、內(nèi)壁光滑的圓柱形導(dǎo)熱氣缸頂部有一質(zhì)量和厚度均可忽略的活塞,開始時(shí)氣缸內(nèi)密封有溫度為、壓強(qiáng)為的一定質(zhì)量理想氣體分別為外界大氣的壓強(qiáng)和熱力學(xué)溫度,活塞靜止在氣缸頂部經(jīng)過一段時(shí)間后,活塞再次靜止已知?dú)怏w內(nèi)能U與熱力學(xué)溫度T的關(guān)系為為正的常量,容器內(nèi)氣體的所有變化過程都是緩慢的求:

活塞再次靜止時(shí),氣缸內(nèi)氣體的體積

在活塞下降過程中,氣缸內(nèi)氣體放出的熱量Q.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】有關(guān)圓周運(yùn)動(dòng)的基本模型,下列說法正確的是( 。

A. 如圖a,汽車通過拱橋的最高點(diǎn)處于超重狀態(tài)

B. 如圖b所示是一圓錐擺,增大θ,若保持圓錐的高不變,則圓錐擺的角速度不變

C. 如圖c,同一小球在光滑而固定的圓錐筒內(nèi)的A、B位置先后分別做勻速度圓周運(yùn)動(dòng),則在A、B兩位置小球的角速度及所受筒壁的支持力大小相等

D. 火車轉(zhuǎn)彎超過規(guī)定速度行駛時(shí),內(nèi)軌對(duì)內(nèi)軌緣會(huì)有擠壓作用

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,在A、B兩處分別固定A、B兩枚釘子,A、B之間的距離為 l/2,A、B連線與水平方向的夾角為。A處的釘子系一根長為l的細(xì)線,細(xì)線的另一端系一個(gè)質(zhì)量為m小球,將細(xì)線拉直,讓小球的初始位置與A點(diǎn)處于同一高度,小球由靜止釋放,細(xì)線與釘子B接觸后,小球繼續(xù)下降。取B點(diǎn)為參考平面,重力加速度為g,當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)正下方的Q點(diǎn)時(shí),下列說法正確的是

A. 小球的速率為

B. 小球的動(dòng)能為mgl(sinθ+1)

C. 重力的瞬時(shí)功率為0

D. 小球?qū)K子的拉力為3mg

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,一長為L的木板A放置在水平地面上,木板的兩端分別放置著B.C兩小塊,三者質(zhì)量分別為 . ,A與地面、BA、CA間的動(dòng)摩擦因數(shù)分別為、,開始時(shí)三者均靜止,現(xiàn)給物塊B一水平向右的初速度 ,同時(shí)給物塊C一向左的水平拉力 ,設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,重力加速度為g,試求:

(1)經(jīng)過多長時(shí)間木板A開始運(yùn)動(dòng);

(2)從A開始運(yùn)動(dòng)至BC相遇的時(shí)間。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】探究功與物體速度變化的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示。讓小車在一條橡皮筋的作用下彈出后,沿木板滑行,此時(shí)橡皮筋對(duì)小車做的功記為W。然后用完全相同的橡皮筋二條、三條……合并在一起分別進(jìn)行第2次、第3……實(shí)驗(yàn),每次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋伸長的長度都保持一致,且每次實(shí)驗(yàn)中小車獲得的速度可由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所打的紙帶求出。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用交流電頻率為50Hz。

(1)除了圖中已有的實(shí)驗(yàn)器材外,還需要導(dǎo)線、開關(guān)、__________電源(填交流直流)和____________(填測(cè)量工具)。

(2)實(shí)驗(yàn)中小車會(huì)受到摩擦阻力的作用,可以使木板適當(dāng)傾斜來平衡摩擦阻力,則下面關(guān)于平衡小車摩擦阻力的操作正確的是______(填字母序號(hào))。

A.小車不拖紙帶,能夠加速下滑即可;

B.小車不拖紙帶,能夠勻速下滑即可;

C.打開打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,小車拖著紙帶,能夠加速下滑即可;

D.打開打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,小車拖著紙帶,能夠勻速下滑即可。

(3)實(shí)驗(yàn)中不可缺少的操作是___________(填字母序號(hào))。

A.測(cè)出小車的質(zhì)量; B.測(cè)出橡皮筋的伸長量;

C.用量角器測(cè)出長木板的傾角; D.改變橡皮筋條數(shù)后將小車從同一位置釋放。

(4)下列關(guān)于此實(shí)驗(yàn)操作的說法中,正確的是________(填字母序號(hào))。

A.實(shí)驗(yàn)時(shí)要盡量保持木板水平;

B.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源要等到小車開始做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)才能打開;

C.求小車速度時(shí),應(yīng)取紙帶上點(diǎn)跡均勻的部分;

D.用多條橡皮筋時(shí)應(yīng)適當(dāng)減小橡皮筋的形變量,以免小車速度過大。

(5)分別用同樣的橡皮筋1條、2條、3……并起來進(jìn)行第一次、第二次、第三次……實(shí)驗(yàn)時(shí),每次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋拉伸的長度應(yīng)該保持一致,我們把第一次實(shí)驗(yàn)時(shí)橡皮筋對(duì)小車做的功記為W。由于橡皮筋對(duì)小車做功而使小車獲得的速度可以由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和紙帶測(cè)出,如圖所示是其中四次實(shí)驗(yàn)打出的紙帶。

試根據(jù)圖中的信息,填寫下表:_______________________(保留三位有效數(shù)字)

數(shù)

1

2

3

4

橡皮筋對(duì)小車的做功

W

2W

3W

4W

小車速度v(m/s)

1.00

1.42

2.00

速度的平方v2(m2/s2

1.00

2.00

4.00

從表中數(shù)據(jù)可以得到的結(jié)論:小車合外力做的功與小車的_________________成正比。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】彈簧上端固定,下端懸掛一根磁鐵,將磁鐵抬到某一高度放下,磁鐵能上下振動(dòng)較長時(shí)間才停下來.如圖甲所示,如果在磁鐵下端放一個(gè)固定的鐵制金屬圓環(huán),使磁鐵上、下振動(dòng)穿過它,能使磁鐵較快地停下來.如圖乙所示,若將鐵環(huán)換成超導(dǎo)環(huán)如圖丙所示,可以推測(cè)下列敘述正確的是(  )

A. 放入超導(dǎo)環(huán),磁鐵的機(jī)械能轉(zhuǎn)化成一部分電能,而電能不會(huì)轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,能維持較大電流,從而對(duì)磁鐵產(chǎn)生更大阻力,故超導(dǎo)環(huán)阻尼效果明顯

B. 放入超導(dǎo)環(huán),電能不能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,所以沒有機(jī)械能與電能的轉(zhuǎn)化,超導(dǎo)環(huán)不產(chǎn)生阻尼作用

C. 放入鐵環(huán),磁鐵的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能,然后進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,磁鐵的機(jī)械能能迅速地轉(zhuǎn)化掉,具有阻尼效果

D. 放入鐵環(huán),磁鐵的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為熱能,損失掉了,能起阻尼作用

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】一臺(tái)理想變壓器,開始時(shí)開關(guān)S1,此時(shí)原、副線圈的匝數(shù)比是111,原線圈接入電壓為220 V的正弦交流電.一只理想二極管和一個(gè)滑動(dòng)變阻器串聯(lián)接在副線圈上,如圖所示.則下列判斷正確的是(  )

A. 原、副線圈中的功率之比為11

B. 若只將S1撥到2,電流表示數(shù)增大

C. 若開關(guān)S1,滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為10 Ω時(shí),則1 min內(nèi)滑動(dòng)變阻器產(chǎn)生的熱量為1 200 J

D. 若只將滑動(dòng)變阻器的滑片向下滑動(dòng),則兩電表示數(shù)均減小

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,水平地面上不同位置的三個(gè)物體沿三條不同的路徑拋出,最終落在同一點(diǎn),三條路徑的最高點(diǎn)是等高的,若忽略空氣阻力的影響,下列說法正確的是

A. 沿路徑1拋出的物體落地的速率最大

B. 沿路徑3拋出的物體在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間最長

C. 三個(gè)物體拋出時(shí)初速度的豎直分量相等

D. 三個(gè)物體拋出時(shí)初速度的水平分量相等

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同步練習(xí)冊(cè)答案