【2012•湖南模擬】如圖所示，處于勻強磁場中的兩根足夠長、電阻不計的平行金屬導(dǎo)軌相距，導(dǎo)軌平面與水平面成θ=37°角，下端連接阻值為的電阻。勻強磁場大小、方向與導(dǎo)軌平面垂直．質(zhì)量為、電阻的金屬棒放在兩導(dǎo)軌上，棒與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸，它們之間的動摩擦因數(shù)為0.25（已知，，取g＝10m／s2) 。

(1)求金屬棒沿導(dǎo)軌由靜止開始下滑時的加速度大�。�

(2)求金屬棒穩(wěn)定下滑時的速度大小及此時ab兩端的電壓Uab為多少；

(3)當(dāng)金屬棒下滑速度達到穩(wěn)定時，機械能轉(zhuǎn)化為電能的效率是多少（保留2位有效數(shù)字）。

 

(1)  4m／s2   (2)           (3)

解析:(1)金屬棒開始下滑的初速為零，根據(jù)牛頓第二定律：

                           ①  

由①式解得＝10×(0.6－0.25×0.8)m／s2=4m／s2      ②   

(2)設(shè)金屬棒運動達到穩(wěn)定時速度為，棒在沿導(dǎo)軌方向受力平衡

    ③       

由歐姆定律有：                      ④       

                      ⑤       

由③④⑤代入數(shù)據(jù)解得：              

 (3)當(dāng)金屬棒下滑速度達到穩(wěn)定時，裝置的電功率  

裝置的機械功率                    

機械能轉(zhuǎn)化為電能的效率                        

代入數(shù)據(jù)解得：                          

 

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【2012• 浙江臺州市高期末質(zhì)量評估】如圖（甲）

 

 

所示，M1M4、N1N4為平行放置的水平金屬軌道，M4P、N4Q為相同半徑，平行放置的豎直半圓形金屬軌道，M4、N4為切點，P、Q為半圓軌道的最高點，軌道間距L=1.0m，圓軌道半徑r=0.32m，整個裝置左端接有阻值R=0.5Ω的定值電阻。M1M2N2N1、M3M4N4N3為等大的長方形區(qū)域Ⅰ、Ⅱ，兩區(qū)域?qū)挾?d=0.5m，兩區(qū)域之間的距離s=1.0m；區(qū)域Ⅰ內(nèi)分布著均勻的變化的磁場B1，變化規(guī)律如圖（乙）所示，規(guī)定豎直向上為B1的正方向；區(qū)域Ⅱ內(nèi)分布著勻強磁場B2，方向豎直向上。兩磁場間的軌道與導(dǎo)體棒CD間的動摩擦因數(shù)為μ=0.2，M3N3右側(cè)的直軌道及半圓形軌道均光滑。質(zhì)量m=0.1kg，電阻R0=0.5Ω的導(dǎo)體棒CD在垂直于棒的水平恒力F拉動下，從M2N2處由靜止開始運動，到達M3N3處撤去恒力F，CD棒勻速地穿過勻強磁場區(qū)，恰好通過半圓形軌道的最高點PQ處。若軌道電阻、空氣阻力不計，運動過程導(dǎo)棒與軌道接觸良好且始終與軌道垂直，g取10m/s2 求：

（1）水平恒力F的大�。�

（2）CD棒在直軌道上運動過程中電阻R上產(chǎn)生的熱量Q；

（3）磁感應(yīng)強度B2的大小。

 

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科目：高中物理 來源： 題型：

【2012•江蘇蘇北四市一�！績筛銐蜷L的光滑平行直導(dǎo)軌MN、PQ與水平面成θ角放置，兩導(dǎo)軌間距為L，M、P兩點間接有阻值為R的電阻。一根質(zhì)量為m的均勻直金屬桿ab放在兩導(dǎo)軌上，并與導(dǎo)軌垂直。整套裝置處于磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，磁場方向垂直于導(dǎo)軌平面向上，導(dǎo)軌和金屬桿接觸良好，它們的電阻不計�，F(xiàn)讓ab桿由靜止開始沿導(dǎo)軌下滑。

⑴求ab桿下滑的最大速度vm；

⑵ab桿由靜止釋放至達到最大速度的過程中，電阻R產(chǎn)生的焦耳熱為Q，求該過程中ab桿下滑的距離x及通過電阻R的電量q。

 

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科目：高中物理 來源： 題型：

【2012•廣西期末】在如圖5甲所示的電路中，螺線管匝數(shù)n = 1500匝，橫截面積S = 20cm2。螺線管導(dǎo)線電阻r= 1.0Ω，R1 = 4.0Ω，R2 = 5.0Ω，C=30μF。在一段時間內(nèi)，穿過螺線管的磁場的磁感應(yīng)強度B按如圖5乙所示的規(guī)律變化．則下列說法中正確的是（  ）

A．螺線管中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為1V

B．閉合S，電路中的電流穩(wěn)定后，電阻R1的電功率為5×10-2 W

C．電路中的電流穩(wěn)定后電容器下極板帶正電                            

D．S斷開后，流經(jīng)R2的電量為1.8×10-5C         

 

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科目：高中物理 來源： 題型：

【2012•河北省五校聯(lián)盟模擬】現(xiàn)代科學(xué)研究中常用到高速電子，電子感應(yīng)加速器就是利用感生電場加速電子的設(shè)備。電子感應(yīng)加速器主要有上、下電磁鐵磁極和環(huán)形真空室組成。當(dāng)電磁鐵繞組通以變化的電流時,產(chǎn)生變化的磁場，穿過真空盒所包圍的區(qū)域內(nèi)的磁通量也隨時間變化，這時真空盒空間內(nèi)就產(chǎn)生感應(yīng)渦旋電場，電子將在渦旋電場作用下得到加速。如圖所示（上圖為側(cè)視圖、下圖為真空室的俯視圖），若電子被“約束”在半徑為R的圓周上運動，當(dāng)電磁鐵繞組通有圖中所示的電流時（    ）

A．電子在軌道上逆時針運動

B．保持電流的方向不變，當(dāng)電流增大時，電子將加速

C．保持電流的方向不變，當(dāng)電流減小時，電子將加速

D．被加速時電子做圓周運動的周期不變

 

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科目：高中物理 來源： 題型：

【2012•安徽期末】如右圖所示，在勻強磁場B中放一電阻不計的平行金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌跟固定的大導(dǎo)體矩形環(huán)M相連接，導(dǎo)軌上放一根金屬導(dǎo)體棒ab并與導(dǎo)軌緊密接觸，磁感應(yīng)線垂直于導(dǎo)軌所在平面。若導(dǎo)體棒勻速地向右做切割磁感線的運動，則在此過程中M所包圍的固定閉合小矩形導(dǎo)體環(huán)N中電流表內(nèi)  （     ）

1.   有自下而上的恒定電流

B．產(chǎn)生自上而下的恒定電流

C．電流方向周期性變化

D．沒有感應(yīng)電流

 

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