【題目】如圖所示,一對光滑的平行金屬導(dǎo)軌固定在同一水平面內(nèi),導(dǎo)軌間距,左端接有阻值的電阻,一質(zhì)量,電阻的金屬棒MN放置在導(dǎo)軌上,整個裝置置于豎直向上的勻強磁場中,磁場的磁感應(yīng)強度,棒在水平向右的外力作用下,由靜止開始以的加速度做勻加速運動,當(dāng)棒的位移時撤去外力,棒繼續(xù)運動一段距離后停下來,已知撤去外力前后回路中產(chǎn)生的焦耳熱之比,導(dǎo)軌足夠長且電阻不計,棒在運動過程中始終與導(dǎo)軌垂直且兩端與導(dǎo)軌保持良好接觸,求:

(1)棒在運動過程中所加外力的最大值;

(2)撤去外力后回路中產(chǎn)生的焦耳熱;

(3)金屬棒在運動過程中外力做的功

【答案】(1)0.8N(2)1.8J(3)5.4J

【解析】(1)金屬棒勻加速結(jié)束時外力的最大,設(shè)此時金屬棒的速度為回路中的感應(yīng)電動勢為E,回路中的電流為I,外力為F,則對于金屬棒的勻加速運動過程:

由運動學(xué)公式得,

由閉合電路歐姆定律得,安培力為:

由牛頓第二定律得:, 可以得到:;

(2)設(shè)金屬棒在撤去外力后的運動過程中安培力所做的功為W,由動能定理得

撤去外力后回路中產(chǎn)生的焦耳熱

聯(lián)立以上各式,代入數(shù)據(jù)得

(3)由題意知,撤去外力前、后回路中產(chǎn)生的焦耳熱之比Q1Q2=2∶1,

可得在金屬棒運動的過程中,外力F做功為WF,由功能關(guān)系可知WFQ1Q2

由以上各式得。

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】兩列簡諧橫波的振幅都是20cm,傳播速度大小相同.實線波的頻率為2Hz,沿x軸正方向傳播;虛線波沿x軸負(fù)方向傳播.某時刻兩列波在如圖所示區(qū)域相遇,則

A. 在相遇區(qū)域會發(fā)生干涉現(xiàn)象

B. 實線波和虛線波的頻率之比為3:2

C. 平衡位置為x=6m處的質(zhì)點此時刻速度為零

D. 平衡位置為x=8.5m處的質(zhì)點此刻位移y>20cm

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,兩根直木棍ABCD相互平行,固定在同一個水平面上,一個圓柱形工件P架在兩木棍之間,在水平向右的推力F的作用下,恰好能向右勻速運動。若保持兩木棍在同一水平面內(nèi),但將它們間的距離稍微(增大些或減小些)調(diào)整后固定.再將該圓柱形工件P架在兩木棍之間,用同樣的水平推力F向右推該工件,則下列說法中正確的是:

A. 該工件仍可能向右勻速運動

B. 該工件P可能向右加速運動

C. AB棍受到的摩擦力可能等于F/2

D. AB棍受到的摩擦力可能大于F/2

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,勁度系數(shù)為k的彈簧下端懸掛一個質(zhì)量為m的重物,處于靜止?fàn)顟B(tài).手托重物使之緩慢上移,直到彈簧恢復(fù)原長,手對重物做的功為W1.然后放手使重物從靜止開始下落,重物下落過程中的最大速度為v,不計空氣阻力.重物從靜止開始下落到速度最大的過程中,彈簧對重物做的功為W2(  ).

A. W1> B. W1<

C. W2mv2 D. W2mv2

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某同學(xué)采用如圖1所示的裝置探究物體的加速度與所受合力的關(guān)系用砂桶和砂的重力充當(dāng)小車所受合力F;通過分析打點計時器打出的紙帶,測量加速度分別以合力F和加速度a作為橫軸和縱軸,建立坐標(biāo)系根據(jù)實驗中得到的數(shù)據(jù)描出如圖2所示的點跡,結(jié)果跟教材中的結(jié)論不完全一致該同學(xué)列舉產(chǎn)生這種結(jié)果的可能原因如下:

在平衡摩擦力時將木板右端墊得過高;

沒有平衡摩擦力或者在平衡摩擦力時將木板右端墊得過低;

砂桶和砂的質(zhì)量過大,不滿足砂桶和砂的質(zhì)量遠小于小車質(zhì)量的實驗條件;

測量小車的質(zhì)量或者加速度時的偶然誤差過大.

通過進一步分析,你認(rèn)為比較合理的原因可能是  

A. B. C. D.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】已知物體的加速度a與物體的受力F及物體的質(zhì)量m滿足關(guān)系式,在光滑的水平面上有一質(zhì)量為m的物體受到水平力F作用,在t時間內(nèi)由靜止開始移動了x距離,今要使距離變?yōu)?/span>4x,可采用以下哪一種方法  

A. 將水平恒力增為4F

B. 將物體的質(zhì)量減為原來的

C. 將作用時間增為4t

D. 將作用時間增為2t

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】用如圖1所示的裝置做實驗時,小車放在水平桌面上,保持小車的質(zhì)量不變,測得小車的加速度a和拉力F的數(shù)據(jù)如下表所示.

根據(jù)表中的數(shù)據(jù)在圖2中畫出圖線__________

把圖線延長,發(fā)現(xiàn)圖線不通過原點,其原因是______

在處理數(shù)據(jù)時,總是把小桶和沙子的重力當(dāng)作小車所受合力而實際上小車所受合力比小桶和沙子的重力要______一些選填因此,為使實驗結(jié)論的可信度更高一些,應(yīng)使小桶和沙子的總質(zhì)量盡可能______一些選填

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,M、N為兩塊帶等量異種電荷的平行金屬板,MN間電壓可以任意調(diào)節(jié)。當(dāng)電壓調(diào)到某一數(shù)值時,原來靜止的某種帶電粒子從點P經(jīng)MN間電場加速后從小孔Q進入N板右側(cè)的勻強磁場區(qū)域,磁感應(yīng)強度大小為B,方向垂直于紙面向外,CD為磁場邊界上的絕緣板,它與N板的夾角為θ=30°,假設(shè)粒子打在絕緣板上即被吸收,孔Q到板的下端C的距離為L,當(dāng)MN間電壓為U0時,粒子恰好打在CD板上,已知帶電粒子的電量為q,質(zhì)量為m,粒子重力不計,則下列說法正確的是(

A. 要使粒子能打到絕緣板上,兩極板間電壓值最小值

B. CD板上可能被擊中區(qū)域的長度為

C. 粒子在磁場中運動的最長時間

D. 能達到N板上粒子的最大動能

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,在xOy平面上第Ⅰ象限內(nèi)有平行于y軸的有界勻強電場,方向如圖所示.y軸上一點P的坐標(biāo)為(0,y0),有一電子以垂直于y軸的初速度v0P點垂直射入電場中,當(dāng)勻強電場的場強為E1時,電子從A點射出,A點坐標(biāo)為(xA,0),當(dāng)場強為E2時,電子從B點射出,B點坐標(biāo)為(xB,0).已知電子的電荷量為e,質(zhì)量為m,不計電子的重力.

(1)求勻強電場的場強E1、E2之比.

(2)若在第Ⅳ象限過Q點放一張垂直于xOy平面的感光膠片,Q點的坐標(biāo)為(0,-y0),求感光膠片上曝光點的橫坐標(biāo)x A′、xB之比.

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同步練習(xí)冊答案