【題目】如圖所示,兩平行光滑金屬導(dǎo)軌傾斜放置且固定,兩導(dǎo)軌間距為L=1m,與水平面間的夾角為θ=30o,導(dǎo)軌下端有垂直于軌道的擋板,上端連接一個(gè)阻值R=1Ω的電阻,整個(gè)裝置處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=1T、方向垂直導(dǎo)軌向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中.兩根相同的金屬棒ab、cd放在導(dǎo)軌下端,其中棒ab靠在擋板上,棒cd在沿導(dǎo)軌平面向上的拉力作用下,由靜止開(kāi)始沿導(dǎo)軌向上做加速度a=1m/s2的勻加速運(yùn)動(dòng).已知每根金屬棒質(zhì)量為m=1kg、電阻為r=1Ω,導(dǎo)軌電阻不計(jì),棒與導(dǎo)軌始終接觸良好(g=10m/s2).求:

(1)經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間棒ab對(duì)擋板的壓力變?yōu)榱?/span>；

(2)棒ab對(duì)擋板壓力為零時(shí),電阻R的電功率；

(3)棒ab運(yùn)動(dòng)前,拉力F隨時(shí)間t的變化關(guān)系式。

【答案】(1)t=15s (2)P=25W (3)F=(6+2t/3)N

【解析】試題分析：取ab棒為研究對(duì)象，根據(jù)平衡條件列方程，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律、閉合電路的歐姆定律結(jié)合電路特點(diǎn)列方程求解；根據(jù)歐姆定律求出cd兩端電壓，根據(jù)電功率計(jì)算公式可得電阻R的電功率；對(duì)cd棒根據(jù)牛頓第二定律列方程求解拉力F隨時(shí)間t的變化關(guān)系．

（1）取ab棒為研究對(duì)象，受力分析如圖所示，根據(jù)平衡條件可得，即；

設(shè)t時(shí)刻cd棒產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為E，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可得： ，

根據(jù)并聯(lián)電路的特點(diǎn)可得： ，即
根據(jù)閉合電路的歐姆定律可得： ，其中，即得代入可得；

（2）此時(shí)cd兩端電壓，

根據(jù)電功率計(jì)算公式可得電阻R的電功率為： ，

（3）對(duì)cd棒根據(jù)牛頓第二定律可得： ，

解得： ，即．

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，質(zhì)量M=20kg的物體從光滑曲面上高度H=0.8m處釋放，到達(dá)底端時(shí)水平進(jìn)入水平傳送帶，傳送帶由一電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)著勻速向左轉(zhuǎn)動(dòng)，速率為3m/s．已知物體與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.1．（g取10m/s2）．求：

（1）若兩皮帶輪之間的距離是10m，物體沖上傳送帶后就移走光滑曲面，物體將從哪一邊離開(kāi)傳送帶？通過(guò)計(jì)算說(shuō)明你的結(jié)論．

（2）若皮帶輪間的距離足夠大，從M滑上到離開(kāi)傳送帶的整個(gè)過(guò)程中，由于M和傳送帶間的摩擦而產(chǎn)生了多少熱量？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示,勻強(qiáng)磁場(chǎng)存在于虛線框內(nèi),矩形線圈豎直下落.如果線圈中受到的磁場(chǎng)力總小于其重力,則它在1、2、3、4位置時(shí)的加速度α1、α2、α3、α4關(guān)系為()

A. α1>α2>α3>α4

B. α1=α2=α3=α4

C. α1=α3>α2>α4

D. α1=α2>α3>α4

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，充電后的平行板電容器水平放置，電容為C，極板間距離為d，上極板正中有一小孔，質(zhì)量為m、電荷量為＋q的小球從小孔正上方高h處由靜止開(kāi)始下落，穿過(guò)小孔到達(dá)下極板處速度恰為零（空氣阻力忽略不計(jì)，極板間電場(chǎng)可視為勻強(qiáng)電場(chǎng)，重力加速度為g），求：

（1）小球到達(dá)小孔處的速度；

（2）極板間電場(chǎng)強(qiáng)度大小和電容器所帶電荷量；

（3）小球從開(kāi)始下落運(yùn)動(dòng)到下極板處的時(shí)間．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如右圖所示，兩足夠長(zhǎng)的光滑金屬導(dǎo)軌豎直放置，相距為 L，一理想電流表與兩導(dǎo)軌相連，勻強(qiáng)磁場(chǎng)與導(dǎo) 軌平面垂直．一質(zhì)量為 m、有效電阻為 4R 的導(dǎo)體棒在距磁場(chǎng)上邊界 h 處?kù)o止釋放．導(dǎo)體棒進(jìn)入磁場(chǎng)后，流經(jīng)電流表的電流逐漸減小，最終穩(wěn)定為I.整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好，且始終保持水平，不計(jì)導(dǎo)軌的電阻．求：

(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B；

(2)電流穩(wěn)定后，導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)速度的大小v；

(3)流經(jīng)電流表電流的最大值Im.

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】（6分）如圖所示，汽缸放置在水平平臺(tái)上，活塞質(zhì)量為10 kg，橫截面積為50 cm2，厚度為1 cm，汽缸全長(zhǎng)為21 cm，汽缸質(zhì)量為20 kg，大氣壓強(qiáng)為1×105Pa，當(dāng)溫度為7℃時(shí)，活塞封閉的氣柱長(zhǎng)10 cm，若將汽缸倒過(guò)來(lái)放置時(shí)，活塞下方的空氣能通過(guò)平臺(tái)上的缺口與大氣相通．g取10 m/s2，求：

（1）汽缸倒置時(shí)，活塞封閉的氣柱多長(zhǎng)；

（2）當(dāng)溫度多高時(shí)，活塞剛好接觸平臺(tái)．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，長(zhǎng)L=1m的輕質(zhì)細(xì)繩上端固定，下端連接一個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的帶電小球，小球靜止在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，繩與豎直方向的夾角。已知小球所帶電荷量，勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)，取重力加速度， ， 。求：

（1）小球的質(zhì)量m；

（2）剛剪短懸線時(shí)，小球的加速度；

（3）若懸線不剪斷，僅將電場(chǎng)方向突然變成豎直向下，則小球擺到最低點(diǎn)時(shí)懸線的拉力

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示,長(zhǎng)為L,傾斜為θ的光滑絕緣斜面處于電場(chǎng)中．一帶電量為+q，質(zhì)量為m 的小球，以初速度v0 由斜面底端的A 點(diǎn)開(kāi)始沿斜面上滑，到達(dá)斜面頂端的速度仍為v0，則:( )

A. 小球在B 點(diǎn)的電勢(shì)能一定大于小球在A 點(diǎn)的電勢(shì)能

B. A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)差一定為

C. 若電場(chǎng)是勻強(qiáng)電場(chǎng)，則該電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)的最小值一定是

D. 小球由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)一定是勻速運(yùn)動(dòng)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，長(zhǎng)為l的繩子下端連著質(zhì)量為m的小球，上端懸于天花板上，當(dāng)把繩子拉直時(shí)，繩子與豎直線夾角為60°，此時(shí)小球靜止于光滑水平桌面上．

（1）當(dāng)球以ω=做圓錐擺運(yùn)動(dòng)時(shí)，繩子張力T為多大？桌面受到壓力N為多大？

（2）當(dāng)球以角速度ω=做圓錐擺運(yùn)動(dòng)時(shí)，繩子的張力及桌面受到的壓力各為多少？

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