【題目】如圖甲所示,MNPQ兩條平行的光滑金屬軌道與水平面成300角固定,MP之間接電阻箱R,導(dǎo)軌所在空間存在勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向垂直于軌道平面向上,磁感應(yīng)強(qiáng)度為2.5T,質(zhì)量為m的金屬桿ab水平放置在軌道上,且與軌道垂直,金屬桿ab接入電路的電阻值為r,現(xiàn)從靜止釋放桿ab,測(cè)得最大速度為vm,改變電阻箱的阻值R,得到vmR的關(guān)系如圖乙所示,已知軌道間距為,重力加速度g,軌道足夠長(zhǎng)且電阻不計(jì)。

1)當(dāng)時(shí),求桿ab勻速下滑時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E的大小,并判斷桿中的電流方向;

2)求解金屬桿的質(zhì)量m和阻值r;

3)當(dāng)時(shí),從靜止釋放ab桿,在ab桿加速運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,回路瞬時(shí)電動(dòng)率每增加1W時(shí),合外力對(duì)桿做功多少?

【答案】110V b→a 25kg 2Ω 30.6 J

【解析】試題分析:ab桿勻速下滑時(shí)速度最大,當(dāng)R=0時(shí),由乙圖讀出最大速度,由E=BLv求出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),由右手定則判斷感應(yīng)電流的方向;根據(jù)E=BLv、閉合電路歐姆定律和及平衡條件,推導(dǎo)出桿的最大速度vR的表達(dá)式,結(jié)合圖象的意義,求解桿的質(zhì)量m和阻值r;當(dāng)R=4Ω時(shí),讀出最大速度,根據(jù)功率公式得到回路中瞬時(shí)電功率的變化量,再根據(jù)動(dòng)能定理求解合外力對(duì)桿做的功W。

1由圖可知,r=0時(shí),桿最終以v=2m/s的速度運(yùn)動(dòng),

電動(dòng)勢(shì)為:E=BLv=2.5×2×2V=10V

由右手定則判斷得知,桿中電流方向從ba

2)設(shè)最大速度為vm,桿切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) E=BL vm

由閉合電路的歐姆定律:

桿達(dá)到最大速度時(shí)滿(mǎn)足 mgsinθBIL=0

E=BL vm 可得

, 兩組數(shù)據(jù)代入上式

解得:m=5kgr=2Ω

3)由題意可知E=BLv, 功率為:

代入可得:

則有:

由動(dòng)能定理得

聯(lián)立得:

代入數(shù)據(jù)解得W=0.6 J

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,從S處發(fā)出的熱電子經(jīng)加速電壓U加速后垂直進(jìn)入相互垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,發(fā)現(xiàn)電子流向上極板偏轉(zhuǎn).設(shè)兩極板間電場(chǎng)強(qiáng)度為E,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.欲使電子沿直線從電場(chǎng)和磁場(chǎng)區(qū)域通過(guò),只采取下列措施,其中可行的是(

A. 適當(dāng)減小加速電壓U

B. 適當(dāng)減小電場(chǎng)強(qiáng)度E

C. 適當(dāng)增大加速電場(chǎng)極板之間的距離

D. 適當(dāng)減小磁感應(yīng)強(qiáng)度B

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,人在岸上拉船,已知船的質(zhì)量為m,水的阻力恒為Ff,當(dāng)輕繩與水平面的夾角為θ時(shí),船的速度為v,此時(shí)人的拉力大小為F,則此時(shí)(  )

A. 人拉繩行走的速度為V/cosθ

B. 人拉繩行走的速度為vcosθ

C. 船的加速度為(Fcosθ-Ff)/m

D. 船的加速度為(F-Ff)/m

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】用一多用電表進(jìn)行多次測(cè)量,指針指在圖中位置,請(qǐng)把相應(yīng)讀數(shù)讀出.

(1)如果是用直流100mA擋測(cè)量電流,指針位置如所示,則讀數(shù)為______mA;

(2)如果是用直流2.5V擋測(cè)量電壓,指針位置如圖所示,則讀數(shù)為______V;

(3)如果是用倍率×100擋測(cè)量電阻,指針位置如圖所示,則讀數(shù)為______Ω.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】某實(shí)驗(yàn)小組利用圖示裝置進(jìn)行“探究動(dòng)能定理”的實(shí)驗(yàn),部分實(shí)驗(yàn)步驟如下:

A.掛上鉤碼,調(diào)節(jié)長(zhǎng)木板的傾角,輕推小車(chē)后,使小車(chē)能沿長(zhǎng)木板向下做勻速運(yùn)動(dòng);

B.打開(kāi)速度傳感器,取下輕繩和鉤碼,保持A中調(diào)節(jié)好的長(zhǎng)木板傾角不變,讓小車(chē)從長(zhǎng)木板頂端靜止下滑,分別記錄小車(chē)通過(guò)速度傳感器1和速度傳感器2時(shí)的速度大小v1v2;

據(jù)此回答下列問(wèn)題:

1)若要驗(yàn)證動(dòng)能定理的表達(dá)式,下列各物理量中需測(cè)量的有_________

A.懸掛鉤碼的總質(zhì)量m B.長(zhǎng)木板的傾角θ C.兩傳感器間的距離L

D.小車(chē)的質(zhì)量M E.小車(chē)與木板的摩擦力

2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)所測(cè)的物理量,驗(yàn)證動(dòng)能定理的表達(dá)式為:________。(用題中所給的符號(hào)表示,重力加速度用g表示)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖,ABCABD為兩個(gè)光滑固定軌道,AB、E在同一水平面,C、DE在同一豎直線上,D點(diǎn)距水平面的高度h,C點(diǎn)高度為2h,一滑塊從A點(diǎn)以初速度v0分別沿兩軌道滑行到CD處后水平拋出。

(1)求滑塊落到水平面時(shí),落點(diǎn)與E點(diǎn)間的距離SCSD.

(2)為實(shí)現(xiàn), 應(yīng)滿(mǎn)足什么條件?

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,電荷量相等的兩個(gè)電荷Q1Q2,兩者連線及中垂線上分別有A點(diǎn)和B點(diǎn),則下列說(shuō)法正確的是()

A. 若兩者是同種電荷,則A點(diǎn)的電勢(shì)一定高于B點(diǎn)的電勢(shì)

B. 若兩者是同種電荷,則A點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)一定大于B點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)

C. 若兩者是異種電荷,則A點(diǎn)的電勢(shì)一定高于B點(diǎn)的電勢(shì)

D. 若兩者是異種電荷,則A點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)一定大于B點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,質(zhì)量m=2kg的物體靜止在水平地面上,物體與水平面間的滑動(dòng)摩擦力大小等于它們間彈力的0.25倍,現(xiàn)對(duì)物體施加一個(gè)大小F=8N、與水平方向夾角θ=37°角的斜向上的拉力,已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2.求:

(1)畫(huà)出物體的受力圖,并求出物體的加速度;

(2)物體在拉力作用下5s末的速度大;

(3)物體在拉力作用下5s內(nèi)通過(guò)的位移大。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】穿過(guò)閉合回路的磁通量Φ隨時(shí)間t變化的圖像分別如圖甲、乙、丙、丁所示,下列關(guān)于回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的論述,正確的是( )

A. 圖甲中回路產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)恒定不變

B. 圖乙中回路產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一直在變大

C. 圖丙中回路在0-t0時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大于t0-2t0時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

D. 圖丁中回路產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)可能恒定不變

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