【題目】如圖所示,兩根光滑的金屬導(dǎo)軌平行放置在傾角為θ=30°的固定斜面上,導(dǎo)軌下端接有定值電阻R=10Ω,導(dǎo)軌自身電阻忽略不計(jì)。導(dǎo)軌置于垂直于斜面向上的勻強(qiáng)磁場中,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T。將一根質(zhì)量為m=0.1kg、電阻可不計(jì)的金屬棒ab在導(dǎo)軌上方某處由靜止釋放,金屬棒沿導(dǎo)軌下滑(金屬棒ab與導(dǎo)軌間的摩擦不計(jì))。設(shè)導(dǎo)軌足夠長,導(dǎo)軌寬度L=2m,金屬棒ab下滑過程中始終與導(dǎo)軌接觸良好,當(dāng)金屬棒沿導(dǎo)軌下滑的高度h=3m時,速度恰好達(dá)到最大值。此過程中(g=10m/s2),求:

(1)金屬棒ab達(dá)到的最大速度vm ;

(2)該過程通過電阻R的電量q;

(3)該過程中電阻產(chǎn)生的熱量Q.

【答案】(1) 5m/s (2) q=0.6C (3) Q=1.75J

【解析】試題分析:解題的關(guān)鍵要明確棒的運(yùn)動情況, 金屬棒先做加速度減小的加速運(yùn)動,后做勻速運(yùn)動,達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài),根據(jù)平衡條件和安培力的表達(dá)式,求出金屬棒達(dá)到穩(wěn)定時速度的大。挥即可求出電量;金屬棒從靜止開始運(yùn)動到速度最大過程中,重力和安培力對金屬棒做功,根據(jù)動能定理求出金屬棒克服安培力做功,由功能關(guān)系可知,電路中產(chǎn)生的熱量等于金屬棒克服安培力做功,即可求出電阻R上產(chǎn)生的熱量。

1)當(dāng)金屬棒勻速下滑時速度達(dá)到最大,則有:

感應(yīng)電動勢為:

感應(yīng)電流為:

以上聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)解得:

2)根據(jù)電磁感應(yīng)定律 : 其中

根據(jù)閉合電路歐姆定律有:

感應(yīng)電量:

由以上各式解得:

3)金屬棒下滑過程中根據(jù)能量守恒定律可得:

代入數(shù)據(jù)解得:Q=1.75J

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1所示,開口的金屬圓環(huán)位于一隨時間t變化的均勻磁場內(nèi),磁場方向垂直圓環(huán)所在平面(取垂直紙面向里為正方向),磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間t的變化規(guī)律卻圖2所示。下列圖象中能正確反映圓環(huán)兩端點(diǎn)M、N間的壓UMN隨時間t的變化規(guī)律的是

A. B.

C. D.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】質(zhì)量M=10kg的缸體與質(zhì)量m=4kg的活塞,封閉一定質(zhì)量的理想氣體(氣體的重力可以忽略),不漏氣的活塞被一勁度系數(shù)k=20N/cm的輕彈簧豎直向上舉起立于空中,如圖所示。環(huán)境溫度為T1=1500K時被封氣柱長度L1=30cm,缸口離地的高度為h=5cm,若環(huán)境溫度變化時,缸體有良好地導(dǎo)熱性能。已知活塞與缸壁間無摩擦,彈簧原長L0=27cm,活塞橫截面積S=2×10-3m2,大氣壓強(qiáng)p0=1.0×105Pa,當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭=10m/s2,求環(huán)境溫度降到多少時氣缸著地,溫度降到多少時能使彈簧恢復(fù)原長。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】把帶電體上產(chǎn)生的靜電荷移走可以防止靜電積累而造成的危害.但是也可以利用靜電,下列措施中利用靜電的方法是( 。

A. 油罐車后面安裝一條拖地鐵鏈 B. 飛機(jī)上安裝接地電纜

C. 印染車間保持適當(dāng)?shù)臐穸?/span> D. 噴灑農(nóng)藥的飛機(jī)上安裝靜電噴嘴

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,輕質(zhì)彈簧一端固定,另一端與一質(zhì)量為m、套在粗糙豎直固定桿A處的圓環(huán)相連,彈簧水平且處于原長,圓環(huán)從A處由靜止開始下滑,經(jīng)過B處的速度最大,到達(dá)C處的速度為零,AC=h,圓環(huán)在C處獲得一豎直向上的速度v,恰好能回到A,彈簧始終在彈性限度內(nèi),重力加速度為g,則圓環(huán)( )

A.下滑過程中,加速度一直減小

B.下滑過程中,克服摩擦力做的功為mv2

C.在C處,彈簧的彈性勢能為mv2﹣mgh

D.上滑經(jīng)過B的速度大于下滑經(jīng)過B的速度

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】關(guān)于物體做勻速圓周運(yùn)動的正確說法是

A. 速度大小和方向都改變 B. 速度的大小不變,方向改變

C. 速度的大小改變,方向不變 D. 速度的大小和方向都不變

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,質(zhì)量為M的物塊鉤在水平放置的左端固定的輕質(zhì)彈簧的右端,構(gòu)成一彈簧振子,物塊可沿光滑水平面在BC間做簡諧運(yùn)動,振幅為A。在運(yùn)動過程中將一質(zhì)量為m的小物塊輕輕地放在M上,第一次是當(dāng)M運(yùn)動到平衡位置O處時放在上面,第二次是當(dāng)M運(yùn)動到最大位移處C處時放在上面,觀察到第一次放后的振幅為A1,第二次放后的振幅為A2,則( )

A. A1=A2=A B. A1<A2=A

C. A1=A2<A D. A2<A1=A

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】下列關(guān)于摩擦力的說法中正確的是(  )

A. 有彈力必有摩擦力

B. 有摩擦力必有彈力

C. 同一接觸面上的彈力和摩擦力可能相互平行

D. 滑動摩擦力的公式F=μFN中的壓力FN一定等于重力

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在xOy光滑水平平面內(nèi)存在著如圖所示的電場和磁場,其中第一象限內(nèi)存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=0.2 T、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場,第二、四象限內(nèi)電場方向與y軸平行且大小相等、方向相反,質(zhì)量m=2×10-12 kg,電荷量q=l×l0-10 C的帶正電小球(大小忽略不計(jì)),從第四象限內(nèi)的P(0.3 m,一0.1 m)點(diǎn)由靜止釋放,小球垂直y軸方向進(jìn)入第二象限,求:

(1)電場的電場強(qiáng)度大小E;

(2)小球到達(dá)x軸負(fù)半軸時的位置坐標(biāo).

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