如圖12-59所示,MN、PQ是兩根足夠長(zhǎng)固定的平行金屬導(dǎo)軌,其間距為L(zhǎng),導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為α.在整個(gè)導(dǎo)軌平面內(nèi)都有垂直于導(dǎo)軌平面斜向上方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,在導(dǎo)軌的M、P端連接一阻值為R的電阻,一根垂直于導(dǎo)軌放置的金屬棒ab,質(zhì)量為m,從靜止釋放沿導(dǎo)軌下滑,已知ab與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ.

圖12-59
(1)分析ab棒下滑過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)性質(zhì),畫出其受力示意圖.
(2)求ab棒的最大速度.
(1)ab棒做初速為零、加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng),當(dāng)加速度為零時(shí)速度最大,最后做勻速直線運(yùn)動(dòng).圖見解析.(2)
(1)ab下滑做切割磁感線運(yùn)動(dòng),產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向垂直于紙面指向讀者,受力如圖所示,受到重力mg、支持力N、摩擦力f、安培力F四個(gè)力的作用;隨著速度的增大,感應(yīng)電流在增大,安培力也在逐漸增大,而合外力在逐漸減小,加速度就逐漸減。蔭b棒做初速為零、加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng),當(dāng)加速度為零時(shí)速度最大,最后做勻速直線運(yùn)動(dòng).

(2)設(shè)當(dāng)棒的速度為v時(shí),感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E,電路中的電流為I,則E=BLv.
I=  F=BIL
由牛頓第二定律得mgsinα-F-μmgcosα=ma.
解得:a=g(sinα-μcosα)-
當(dāng)加速度為零時(shí)速度最大,設(shè)為vm,則vm=
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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:計(jì)算題

(8分)某地地磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向斜向下指向地面,與豎直方向成60°角,大小為5 ×10-5T。一靈敏電壓表通過(guò)導(dǎo)線連接在當(dāng)?shù)厝牒:佣蔚膬蓭r的接線柱上,接線柱與水接觸良好。已知該河段的兩岸南北正對(duì),河寬200m,該河段漲潮和落潮時(shí)有海水(視為導(dǎo)體、電阻極小)流過(guò)。設(shè)落潮時(shí),海水自正西向正東流,流速為4m/s。
(1)該河段的南岸和北岸,那邊電勢(shì)高?
(2)靈敏電壓表的示數(shù)是多少?

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題

如圖15所示,電阻不計(jì)的平行金屬導(dǎo)軌MNOP水平放置,MO間接有阻值為R的電阻,導(dǎo)軌相距為d,其間有豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.質(zhì)量為m、電阻為R的導(dǎo)體棒CD垂直于導(dǎo)軌放置,并接觸良好.用平行于MN的恒力F向右拉動(dòng)CD,CD受恒定的摩擦阻力Ff.已知F > Ff,求:?

圖15
(1)CD運(yùn)動(dòng)的最大速度是多少?
(2)當(dāng)CD達(dá)到最大速度后,電阻R消耗的電功率是多少??
(3)當(dāng)CD的速度是最大速度的13時(shí),CD的加速度是多少???????????????

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

如圖所示,甲圖A線圈中通有電流,在0—2 s內(nèi)電流的變化規(guī)律如乙圖所示,閉合金屬導(dǎo)體環(huán)B懸掛在線圈A的一端,那么在0—2 s內(nèi)關(guān)于金屬環(huán)中感應(yīng)電流及金屬環(huán)受力情況應(yīng)為(規(guī)定電流從a流入A線圈、從b端流出的電流方向?yàn)檎较?    )
A.B環(huán)中感應(yīng)電流方向始終不變,受力方向也不變
B.B環(huán)中感應(yīng)電流方向始終不變,但受力方向改變
C.B環(huán)中感應(yīng)電流方向改變,但受力方向不變
D.B環(huán)中感應(yīng)電流方向和B環(huán)受力方向都改變

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

如圖12-11甲所示,用裸導(dǎo)體做成U形框架abcd,adbc相距L="0.2" m,其平面與水平面成θ=30°角.質(zhì)量為m="1" kg的導(dǎo)體棒PQadbc接觸良好,回路的總電阻為R="1" Ω.整個(gè)裝置放在垂直于框架平面的變化磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化情況如圖乙所示(設(shè)圖甲中B的方向?yàn)檎较?.t=0時(shí),B0="10" T、導(dǎo)體棒PQcd的距離x0="0.5" m.若PQ始終靜止,關(guān)于PQ與框架間的摩擦力大小在0~t1="0.2" s時(shí)間內(nèi)的變化情況,下面判斷正確的是(  )

圖12-11
A.一直增大B.一直減小C.先減小后增大D.先增大后減小

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

一正方形閉合導(dǎo)線框abcd,邊長(zhǎng)L="0.1" m,各邊電阻均為1 Ω,bc邊位于x軸上,在x軸原點(diǎn)O右方有寬L="0.1" m、磁感應(yīng)強(qiáng)度為1 T、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,如圖所示,當(dāng)線框以恒定速度4 m/s沿x軸正方向穿越磁場(chǎng)區(qū)域過(guò)程中,下面各圖可正確表示線框從進(jìn)入到穿出磁場(chǎng)過(guò)程中,ab邊兩端電勢(shì)差Uab隨位置變化情況的是(   )

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

如圖甲所示,虛線右側(cè)存在垂直紙面指向紙內(nèi)的勻強(qiáng)磁場(chǎng),半圓形閉合線框與紙面共面,繞過(guò)圓心O且垂于紙面的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。線框中的感應(yīng)電流以逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)檎较,那么圖乙中哪個(gè)圖能正確描述線框從圖示位置開始轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過(guò)程中,線框中感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的情況  (   )

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題

如圖(甲)所示,兩水平放置的平行金屬板C、D相距很近,上面分別開有小孔O和,水平放置的平行金屬導(dǎo)軌P、Q與金屬板C、D接觸良好,且導(dǎo)軌在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1=10T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,導(dǎo)軌間距L=0.50m.金屬棒AB緊貼著導(dǎo)軌沿平行導(dǎo)軌方向在磁場(chǎng)中做往復(fù)運(yùn)動(dòng).其速度圖像如圖(乙),若規(guī)定向右運(yùn)動(dòng)速度方向?yàn)檎较,從t=0時(shí)刻開始,由C板小孔O處連續(xù)不斷飄入質(zhì)量為m=3.2×10-21kg、電量q=1.6×10-19C的帶正電的粒子(設(shè)飄入速度很小,可視為零).在D板外側(cè)有以MN為邊界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B2=10T,MN與D相距d=10cm,B1和B2方向如圖(甲)所示(粒子重力及其相互作用不計(jì)),求:

(1)0~4.0s時(shí)間內(nèi)哪些時(shí)刻發(fā)射的粒子能穿過(guò)電場(chǎng)并飛出磁場(chǎng)邊界MN?
(2)粒子從邊界MN射出來(lái)的位置之間最大的距離為多少?
 

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題

如圖所示,abcde和a'b'c'd'e'為兩平行的光滑導(dǎo)軌,其中abcd和a'b'c'd'部分為處于水平面內(nèi)的直軌,ab、a'b'的間距為cd、c'd'間距的2倍;de和d'e'部分為與直軌相切的、半徑均為R的半圓形軌道,處于豎直平面內(nèi).直軌部分處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,彎軌部分處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)外.在靠近aa'和cc'處放有兩根金屬棒MN、PQ,質(zhì)量分別為2m和m.為使棒PQ能沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)并通過(guò)半圓形軌道的最高點(diǎn)ee',在初始位置必須至少給棒MN以多大的沖量?

(設(shè)兩段水平直軌均足夠長(zhǎng),棒PQ出磁場(chǎng)時(shí)MN仍在寬軌道上運(yùn)動(dòng))

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