【題目】如圖所示,質(zhì)量m1=0.1kg,電阻R1=0.3Ω,長(zhǎng)度l=0.4m的導(dǎo)體棒ab橫放在U型金屬框架上.框架質(zhì)量m2=0.2kg,放在絕緣水平面上,與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2,相距0.4m的MM′、NN′相互平行,電阻不計(jì)且足夠長(zhǎng).電阻R2=0.1Ω的MN垂直于MM′.整個(gè)裝置處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T.垂直于ab施加F=2N的水平恒力,ab從靜止開始無(wú)摩擦地運(yùn)動(dòng),始終與MM′、NN′保持良好接觸,當(dāng)ab運(yùn)動(dòng)到某處時(shí),框架開始運(yùn)動(dòng).設(shè)框架與水平面間最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,g取10m/s2

(1)求框架開始運(yùn)動(dòng)時(shí)ab速度v的大小;
(2)從ab開始運(yùn)動(dòng)到框架開始運(yùn)動(dòng)的過程中,MN上產(chǎn)生的熱量Q=0.1J,求該過程ab位移x的大。

【答案】
(1)解:由題意,最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,則框架受到最大靜摩擦力為:

F=μFN=μ(m1+m2)g

ab中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為:E=Blv

MN中電流為:

MN受到的安培力為:F=IlB

框架開始運(yùn)動(dòng)時(shí)有:F=F

由上述各式代入數(shù)據(jù),解得:v=6m/s

答:求框架開始運(yùn)動(dòng)時(shí)ab速度v的大小為6m/s;


(2)解:導(dǎo)體棒ab與MN中感應(yīng)電流時(shí)刻相等,由焦耳定律Q=I2Rt得知,Q∝R

則閉合回路中產(chǎn)生的總熱量: = ×0.1J=0.4J

由能量守恒定律,得:Fx= +Q

代入數(shù)據(jù)解得:x=1.1m

答:從ab開始運(yùn)動(dòng)到框架開始運(yùn)動(dòng)的過程中ab位移x的大小為1.1m.


【解析】ab向右做切割磁感線運(yùn)動(dòng),產(chǎn)生感應(yīng)電流,電流流過MN,MN受到向右的安培力,當(dāng)安培力等于最大靜摩擦力時(shí),框架開始運(yùn)動(dòng).根據(jù)安培力、歐姆定律和平衡條件等知識(shí),求出速度.依據(jù)能量守恒求解位移.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】發(fā)射地球同步衛(wèi)星時(shí),先將衛(wèi)星發(fā)射至近地圓軌道1,然后經(jīng)點(diǎn)火,使其沿橢圓軌道2運(yùn)行,最后再次點(diǎn)火,將衛(wèi)星送入同步圓軌道3,軌道1、2相切于Q點(diǎn),軌道2、3相切于P點(diǎn),如圖所示。衛(wèi)星分別在1、2、3軌道上正常運(yùn)行時(shí),以下說法正確的是( )

A. 衛(wèi)星在軌道3上的速率大于在軌道1上的速率。

B. 衛(wèi)星在軌道3上的角速度大于在軌道1上的角速度。

C. 衛(wèi)星在軌道1上運(yùn)動(dòng)一周的時(shí)間大于它在軌道2上運(yùn)動(dòng)一周的時(shí)間。

D. 衛(wèi)星在軌道2上經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)的加速度等于它在軌道3上經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)的加速度。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】已知地球的質(zhì)量約為火星質(zhì)量的10倍,地球的半徑約為火星半徑的2倍,則航天器在火星表面附近繞火星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速率約為( )

A. 3.5 km/s B. 5.0 km/s C. 17.7 km/s D. 35.2 km/s

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】一船在靜水中的速度是6m/s,要渡過寬為180m、水流速度為8m/s的河流,則下列說法中正確的是( )

A. 船相對(duì)于地的速度可能是15m/s;

B. 此船過河的最短時(shí)間是30s;

C. 此船可以在對(duì)岸的任意位置靠岸

D. 此船不可能垂直到達(dá)對(duì)岸;

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖為氫原子能級(jí)的示意圖,現(xiàn)有大量的氫原子處于n=4的激發(fā)態(tài),當(dāng)向低能級(jí)躍遷時(shí)輻射出若干不同頻率的光。關(guān)于這些光,下列說法正確的是(

A. 最容易表現(xiàn)出衍射現(xiàn)象的光是由n=4能級(jí)躍遷到n=1能級(jí)產(chǎn)生的

B. 頻率最小的光是由n=2能級(jí)躍遷到n=1能級(jí)產(chǎn)生的

C. 這些氫原子總共可輻射出6種不同頻率的光

D. n=2能級(jí)躍遷到n=1能級(jí)輻射出的光照射逸出功為6.34eV的金屬鉑能發(fā)生光電效應(yīng)

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,在xOy坐標(biāo)系中以0為中心的橢圓上,有a.b,c,d,e五點(diǎn),其中a、b、c、d為橢圓與坐標(biāo)軸的交點(diǎn).現(xiàn)在橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)O1固定一正點(diǎn)電荷,另一正試探電荷僅在電場(chǎng)力作用下的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中虛線所示,下列說法正確的是( )

A.a、c兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同
B.d點(diǎn)的電勢(shì)小于b點(diǎn)的電勢(shì)
C.正試探電荷沿虛線運(yùn)動(dòng)過程中在b點(diǎn)的動(dòng)能大于在e點(diǎn)的動(dòng)能
D.若將正試探電荷由a沿橢圓經(jīng)be移動(dòng)到c,電場(chǎng)力先做負(fù)功后做正功,但總功為零

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示為倉(cāng)庫(kù)中常用的皮帶傳輸裝置示意圖,它由兩臺(tái)皮帶傳送機(jī)組成,一臺(tái)水平傳送,A、B兩端相距3 m,另一臺(tái)傾斜,其傳送帶與地面的傾角θ=37°,C、D兩端相距4.45 m,B、C相距很近.水平部分ABv0=5 m/s的速率順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng).將一袋質(zhì)量為10 kg的大米無(wú)初速度放在A端,到達(dá)B端后,米袋繼續(xù)沿傾斜的CD部分運(yùn)動(dòng),不計(jì)米袋在BC處的機(jī)械能損失.已知米袋與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.5,g=10 m/s2,cos 37°=0.8,求:

(1)CD部分傳送帶不運(yùn)轉(zhuǎn),米袋能否運(yùn)動(dòng)到D端?

(2)若要米袋能被送到D端,CD部分順時(shí)針運(yùn)轉(zhuǎn)的最小速度為多大?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】甲、乙兩輛汽車從同一點(diǎn)同時(shí)出發(fā),沿同一方向行駛,它們運(yùn)動(dòng)的v-t圖象如圖所示。下列判斷正確的是( )

A. t1時(shí)刻以前,乙車的速度比甲車的大

B. t1時(shí)刻以后,乙車的加速度比甲車的大

C. 0t1時(shí)間內(nèi),甲車所受合力大于乙車所受合力

D. 0t1時(shí)間內(nèi),甲、乙兩車的平均速度相等

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】一列簡(jiǎn)諧橫波向x軸負(fù)方向傳播,在t=0時(shí)的波形如圖所示,P、Q兩質(zhì)點(diǎn)的平衡位置的坐標(biāo)分別為(-1,0)、(-7,0)。已知t=0.7 s時(shí),質(zhì)點(diǎn)P第二次出現(xiàn)波峰,下列說法正確的是( )

A. 該波的波長(zhǎng)為5m

B. 該波的波速為10 m/s

C. 振源的起振方向沿y軸負(fù)方向

D. 當(dāng)質(zhì)點(diǎn)Q位于波峰時(shí),質(zhì)點(diǎn)P位于波谷

E. t=0.9 s時(shí),質(zhì)點(diǎn)Q第一次出現(xiàn)波峰

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案