如圖所示,兩足夠長平行光滑的金屬導(dǎo)軌MN、PQ相距為L,導(dǎo)軌平面與水平面夾角θ=30°,導(dǎo)軌電阻不計。磁感應(yīng)強度為B=2T的勻強磁場垂直導(dǎo)軌平面向上,長為L=0.5m的金屬棒ab垂直于MN、PQ放置在導(dǎo)軌上,且始終與導(dǎo)軌電接觸良好,金屬棒ab的質(zhì)量m=1kg、電阻r=1Ω。兩金屬導(dǎo)軌的上端連接右端電路,燈泡電阻RL=4Ω,定值電阻R1=2Ω,電阻箱電阻R2=12Ω,重力加速度為g=10 m/s2,現(xiàn)閉合開關(guān),將金屬棒由靜止釋放,下滑距離為s0=50m時速度恰達到最大,試求:

(1)金屬棒下滑的最大速度vm;

(2)金屬棒由靜止開始下滑2s0的過程中整個電路產(chǎn)生的電熱Q。


(1)當(dāng)金屬棒勻速下滑時速度最大,設(shè)最大速度為vm,達到最大時,則根據(jù)平衡條件有

mgsinθ=F

又 F=ILB,,E=BLvm

R=R1+r+

聯(lián)立解得最大速度:vm=30m/s

(2)由能量守恒知,mg•2S0sin30°=Q+mvm2

解得,Q=50J


練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:


下列哪些物理量是矢量(    )

A.電場強度     B.電勢差       C.電勢能     D.磁感應(yīng)強度

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科目:高中物理 來源: 題型:


 (1) 下列說法中正確的是    

A. 只要知道氣體的摩爾體積和阿伏加德羅常數(shù),就可以算出氣體分子的體積

B. 懸浮在液體中的固體微粒越小,布朗運動就越明顯

C. 由于液體表面分子間距離大于液體內(nèi)部分子間的距離,液面分子間只有引力,沒有斥力,所以液體表面具有收縮的趨勢

D. 液晶既具有液體的流動體,又具有光學(xué)各向異性

(2) 如圖所示,一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B,再由B變化到狀態(tài)C.已知狀態(tài)A的溫度為300K.氣體在狀態(tài)B的溫度為    K;由狀態(tài)B變化到狀態(tài)C的過程中,氣體    (填“吸熱”或“放熱”)

 

(3) 已知鐵的密度為ρ、摩爾質(zhì)量為M.阿伏加德羅常數(shù)為NA,將鐵原子視為球體,求鐵原子的直徑d.(球體體積公式V=1/6πd3)

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科目:高中物理 來源: 題型:


水平面內(nèi)固定一U形光滑金屬導(dǎo)軌,軌道寬d =2m,導(dǎo)軌的左端接有R=0.3Ω的電阻,導(dǎo)軌上放一阻值為R0 =0.1Ω,m=0.1kg的導(dǎo)體棒ab,其余電阻不計,導(dǎo)體棒ab用水平輕線通過定滑輪連接處于水平地面上質(zhì)量M=0.3 kg的重物,空間有豎直向上的勻強磁場,如圖所示.已知t=0時,B=1T,,此時重物上方的連線剛剛被拉直.從t=0開始,磁場以=0.1 T/s均勻增加,取g=10m/s2.求:

(1)經(jīng)過多長時間t物體才被拉離地面.

(2)在此時間t內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的電熱Q

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如圖所示,內(nèi)徑均勻的U形玻璃管豎直放置,截面積為5 cm2,右側(cè)管上端封閉,左側(cè)管上端開口,內(nèi)有用細(xì)線拴住的活塞.兩管中分別封入L=11 cm的空氣柱AB,活塞上、下氣體壓強相等均為76 cm水銀柱產(chǎn)生的壓強,這時兩管內(nèi)的水銀面的高度差h=6 cm,現(xiàn)將活塞用細(xì)線緩慢地向上拉,使兩管內(nèi)水銀面相平.整個過程中空氣柱A、B的溫度恒定不變.問(76 cm水銀柱的壓強相當(dāng)于1.01×105 Pa)

①活塞向上移動的距離是多少?

②需用多大拉力才能使活塞靜止在這個位置上?

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如圖甲所示,足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ豎直放置,其寬度L=1 m,一勻強磁場垂直穿過導(dǎo)軌平面,導(dǎo)軌的上端M與P之間連接一阻值為R=0.40 Ω的電阻,質(zhì)量為m=0.01 kg、電阻為r=0.30 Ω的金屬棒ab緊貼在導(dǎo)軌上.現(xiàn)使金屬棒ab由靜止開始下滑,下滑過程中ab始終保持水平,且與導(dǎo)軌接觸良好,其下滑距離x與時間t的關(guān)系如圖乙所示,圖象中的OA段為曲線,AB段為直線,導(dǎo)軌電阻不計,g取10 m/s2(忽略ab棒運動過程中對原磁場的影響)。

(1)判斷金屬棒兩端a、b的電勢高低;

(2)求磁感應(yīng)強度B的大。

(3)在金屬棒ab從開始運動的1.5 s內(nèi),電阻R上產(chǎn)生的熱量。

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在圖所示的氣缸中封閉著溫度為100℃的空氣,一重物用繩索經(jīng)滑輪與缸中活塞相連接,重物和活塞均處于平衡狀態(tài),這時活塞離缸底的高度為10cm,如果缸內(nèi)空氣溫度變?yōu)?℃,不計活塞與氣缸壁間無摩擦,求:
①重物是上升還是下降?
②這時重物將從原處移動多少厘米?

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科目:高中物理 來源: 題型:


如上右圖所示,固定的錐形漏斗內(nèi)壁是光滑的,內(nèi)壁上有兩個質(zhì)量相等的小球A和B,在各自不同的水平布做勻速圓周運動,以下說法正確的是:( 。

A. VA>VB   B. ωAB    C. aA>aB     D.壓力NA>NB 

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如圖所示, 回旋加速器D形盒的半徑為R, 所加磁場的磁感應(yīng)強度為B, 用來加速質(zhì)量為m、電荷量為q的質(zhì)子, 質(zhì)子從下半盒的質(zhì)子源由靜止出發(fā), 加速到最大動能E后由A孔射出, 則下列說法正確的是     (     )

A.回旋加速器不能無限加速粒子

B.質(zhì)子在加速器中運行時間與交變電壓U大小無關(guān)

C.回旋加速器所加交變電壓的頻率為

D.下半盒內(nèi)部質(zhì)子的軌道半徑之比(由內(nèi)到外)為1∶

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