【題目】如圖(a),兩相距L=0.5m的平行金屬導(dǎo)軌固定于水平面上,導(dǎo)軌左端與阻值R=2Ω的電阻連接,導(dǎo)軌間虛線右側(cè)存在垂直導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng).質(zhì)量m=0.2kg的金屬桿垂直置于導(dǎo)軌上,與導(dǎo)軌接觸良好,導(dǎo)軌與金屬桿的電阻可忽略.桿在水平向右的恒定拉力作用下由靜止開始運(yùn)動(dòng),并始終與導(dǎo)軌垂直,其v﹣t圖象如圖(b)所示.在15s時(shí)撤去拉力,同時(shí)使磁場(chǎng)隨時(shí)間變化,從而保持桿中電流為0.求:
(1)金屬桿所受拉力的大小F;
(2)0﹣15s內(nèi)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B0;
(3)15﹣20s內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化規(guī)律.
【答案】
(1)
由v﹣t圖象可知,在0﹣10內(nèi),金屬桿做勻加速直線運(yùn)動(dòng),桿沒有進(jìn)入磁場(chǎng),
由牛頓第二定律得:F﹣μmg=ma1,
由題意可知,15s末撤去拉力,沒有感應(yīng)電流,桿不受安培力作用,
桿所受的合外力為滑動(dòng)摩擦力,由牛頓第二定律得:μmg=ma2,
由v﹣t圖象可知,加速度: , ,
解得:F=0.24N;
(2)
在10﹣15s內(nèi),金屬桿做勻速直線運(yùn)動(dòng),速度:v=4m/s,
金屬桿受到的安培力: ,
金屬桿做勻速直線運(yùn)動(dòng),處于平衡狀態(tài),
由平衡條件得: ,代入數(shù)據(jù)解得:B0=0.4T;
(3)
15﹣20s內(nèi)部產(chǎn)生感應(yīng)電流,穿過回路的磁通量保持不變,
金屬桿在10﹣15s內(nèi)的位移:d=vt=4×5=20m,
在15s后的金屬桿的加速度:a=a2=0.8m/s2,
金屬桿的位移: ,
磁通量保持不變,則:B0Ld=BL(d+x),
解得: ;
【解析】(1)由v﹣t圖象可知,在0﹣10內(nèi),金屬桿做勻加速直線運(yùn)動(dòng),桿沒有進(jìn)入磁場(chǎng),
由牛頓第二定律得:F﹣μmg=ma1 ,
由題意可知,15s末撤去拉力,沒有感應(yīng)電流,桿不受安培力作用,
桿所受的合外力為滑動(dòng)摩擦力,由牛頓第二定律得:μmg=ma2 ,
由v﹣t圖象可知,加速度: , ,
解得:F=0.24N;(2)在10﹣15s內(nèi),金屬桿做勻速直線運(yùn)動(dòng),速度:v=4m/s,
金屬桿受到的安培力: ,
金屬桿做勻速直線運(yùn)動(dòng),處于平衡狀態(tài),
由平衡條件得: ,代入數(shù)據(jù)解得:B0=0.4T;(3)15﹣20s內(nèi)部產(chǎn)生感應(yīng)電流,穿過回路的磁通量保持不變,
金屬桿在10﹣15s內(nèi)的位移:d=vt=4×5=20m,
在15s后的金屬桿的加速度:a=a2=0.8m/s2 ,
金屬桿的位移: ,
磁通量保持不變,則:B0Ld=BL(d+x) ,
解得: ;
(1)根據(jù)金屬桿的受力情況,由牛頓第二定律列方程,由v﹣t求出求出金屬桿的加速度,然后求出拉力F . (2)應(yīng)用安培力公式求出安培力,然后應(yīng)用平衡條件求出磁感應(yīng)強(qiáng)度.(3)當(dāng)穿過回路的磁通量不變時(shí)不產(chǎn)生感應(yīng)電流,據(jù)此求出磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化規(guī)律.
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,質(zhì)量相同的P、Q兩球均處于靜止?fàn)顟B(tài),現(xiàn)用小錘打擊彈性金屬片,使P球沿水平方向拋出.Q球同時(shí)被松開而自由下落,則下列說法中正確的是( )
A.P球先落地
B.Q球先落地
C.兩球落地時(shí)的動(dòng)能相等
D.兩球下落過程中重力勢(shì)能變化相等
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【題目】?jī)筛銐蜷L(zhǎng)的光滑導(dǎo)軌豎直放置,間距為L , 底端接阻值為R的電阻.將質(zhì)量為m的金屬棒懸掛在一個(gè)固定的輕彈簧下端,金屬棒和導(dǎo)軌接觸良好,導(dǎo)軌所在平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直,如圖所示.除電阻R外其余電阻不計(jì).現(xiàn)將金屬棒從彈簧原長(zhǎng)位置由靜止釋放,則( 。
A.金屬棒向下運(yùn)動(dòng)時(shí),流過電阻R的電流方向?yàn)?/span>a→b
B.釋放瞬間金屬棒的加速度等于重力加速度g
C.金屬棒的速度為v時(shí),所受的安培力大小為
D.電阻R上產(chǎn)生的總熱量等于金屬棒重力勢(shì)能的減少
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】光滑金屬導(dǎo)軌寬L=0.4m,電阻不計(jì),均勻變化的磁場(chǎng)穿過整個(gè)軌道平面,如圖甲所示.磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化的情況如圖乙所示.金屬棒ab的電阻為1Ω,自t=0時(shí)刻起從導(dǎo)軌最左端以v0=1m/s的速度向右勻速運(yùn)動(dòng),則1秒末回路中的電動(dòng)勢(shì)為V,此時(shí)ab棒所受磁場(chǎng)力為N.
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【題目】如圖是在同一直線上運(yùn)動(dòng)的物體甲、乙的位移圖象.由圖象可知是( )
A.甲比乙先出發(fā)
B.甲和乙從同一地方出發(fā)
C.甲的運(yùn)動(dòng)速率大于乙的運(yùn)動(dòng)速率
D.甲的出發(fā)點(diǎn)在乙前面S0處
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【題目】1921年,愛因斯坦獲得了諾貝爾獎(jiǎng),但這獎(jiǎng)得來十分不易。當(dāng)時(shí)有不少德國(guó)諾貝爾獎(jiǎng)獲得者威脅說,如果給相對(duì)論授獎(jiǎng),他們就要退回己獲的獎(jiǎng)?wù)隆=Y(jié)果,評(píng)選委員會(huì)找到了一個(gè)辦法,讓愛因斯坦作為光電效應(yīng)理論的建立者而獲獎(jiǎng),相對(duì)論始終沒有獲得諾貝爾獎(jiǎng)。當(dāng)時(shí)一些科學(xué)家反對(duì)給相對(duì)論授獎(jiǎng),主要原因是他們認(rèn)為相對(duì)論
A.違背日常的生活經(jīng)驗(yàn)B.沒有形成系統(tǒng)的理論
C.缺乏足夠的實(shí)驗(yàn)支持D.否定了牛頓經(jīng)典力學(xué)
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【題目】如圖甲所示,空間存在一有界勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)的左邊界如虛線所示,虛線右側(cè)足夠大區(qū)域存在磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向豎直向下.在光滑絕緣水平面內(nèi)有一長(zhǎng)方形金屬線框,ab邊長(zhǎng)為l=0.2m,線框質(zhì)量m=0.1kg、電阻R=0.1Ω,在水平向右的外力F作用下,以初速度v0=1m/s勻加速進(jìn)入磁場(chǎng),外力F大小隨時(shí)間t變化的圖線如圖乙所示.以線框右邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)開始計(jì)時(shí),求:
(1)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B
(2)線框進(jìn)入磁場(chǎng)的過程中,通過線框的電荷量q;
(3)若線框進(jìn)入磁場(chǎng)過程中F做功為WF=0.27J,求在此過程中線框產(chǎn)生的焦耳熱Q .
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【題目】如圖1,某同學(xué)在做“探究彈簧的形變與外力的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)時(shí),將一輕質(zhì)彈簧豎直懸掛,讓其自然下垂;然后在其最下端施加方向豎直向下的外力F,測(cè)出彈簧的總長(zhǎng)度L.改變外力F的大小,測(cè)出幾組數(shù)據(jù),作出外力F與彈簧總長(zhǎng)度L的關(guān)系圖線如圖2甲所示(實(shí)驗(yàn)過程是在彈簧的彈性限度內(nèi)進(jìn)行的).由圖可知,該彈簧的原長(zhǎng)(自然長(zhǎng)度)為cm;該彈簧的勁度系數(shù)為: N/m.若作出外力F與彈簧伸長(zhǎng)長(zhǎng)度X的關(guān)系圖線如圖2乙、丙所示,則圖2乙中圖線不過原點(diǎn)的原因是:;
丙圖中圖線后來彎曲的原因是:;
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【題目】如圖所示,汽車以10m/s的速度勻速駛向路口,當(dāng)行駛至距路口停車線20m處時(shí),綠燈還有3s熄滅.而該汽車在綠燈熄滅時(shí)剛好停在停車線處.則汽車運(yùn)動(dòng)的v﹣t圖象可能是( )
A.
B.
C.
D.
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