如圖,兩根足夠長的平行金屬導(dǎo)軌由傾斜和水平兩部分平滑(圖中未畫出)連接組成,導(dǎo)軌間距L=1m,傾角θ=450,水平部分處于磁感強度B=1T的勻強磁場中磁場方向豎直向上,磁場左邊界MN與導(dǎo)軌垂直。金屬棒ab質(zhì)量m1=0.2kg,電阻R1=1Ω,金屬棒cd質(zhì)量m2=0.2kg,電阻R2=3Ω,導(dǎo)軌電阻不計,兩棒與導(dǎo)軌間動摩擦因數(shù)μ=0.2。開始時,棒ab放在斜導(dǎo)軌上,與水平導(dǎo)軌高度差h=1m,棒cd放在水平導(dǎo)軌上,距MN距離為S0。兩棒均與導(dǎo)軌垂直,現(xiàn)將ab棒由靜止釋放,取g=10m/s2,求:⑴棒ab運動到MN處的速度大;⑵棒cd運動的最大加速度;⑶若導(dǎo)軌水平部分光滑,要使兩棒不相碰,棒cd距離MN的最小距離S0。
⑴4m/s  ⑵3m/s2      ⑶1.6m
⑴對ab:由動能定理有:m1gh—μm1gcos450·= 得v0=4m/s
⑵ab運動到MN處,cd加速度最大  Em=BLv0    Im=
安培力  Fm=BImL=="1N    " Fm—μm2g=m2a  得a=3m/s2
⑶在不相碰的情況下,兩棒最終有共同速度v,由動量守恒有:m1v0=(m1+m2)v 得 v=v0=2m/s
設(shè)某時刻ab 速度為v1, cd速度為v2,在極小的△t內(nèi),ab 速度變化為△v。
E==BL(v1—v2)   I=
由牛頓第二定律有:F1=BIL=
得:v1—v2=
兩棒在水平導(dǎo)軌上運動的相對位移,即為兩棒不相碰的最小距離。
S0=∑(v1—v2)△t=
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,兩固定的豎直光滑金屬導(dǎo)軌足夠長且電阻不計。絕緣輕繩一端固定,另一端系于導(dǎo)體棒a的中點,輕繩保持豎直。將導(dǎo)體棒b由邊界水平的勻強磁場上方某一高度處靜止釋放。勻強磁場的寬度一定,方向與導(dǎo)軌平面垂直,兩導(dǎo)體棒電阻均為R且與導(dǎo)軌始終保持良好接觸。下列說法正確的是
A.b進入磁場后,a中的電流方向向左
B.b進入磁場后,輕繩對a的拉力增大
C.b進入磁場后,重力做功的瞬時功率可能增大
D.b由靜止釋放到穿出磁場的過程中,a中產(chǎn)生的焦耳熱等于b減少的機械能

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

圖中“ ] ”形金屬線框的兩平行邊間距為L,垂直于線框平面的勻強磁場磁感應(yīng)強度為B,線框上連接的電阻阻值為R,其它電阻不計,當(dāng)MN金屬棒以垂直于磁感線方向的速度V勻速運動時,電阻R消耗的電功率為        。
                

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如圖所示,電阻為2R的金屬環(huán),沿直徑裝有一根長為l,電阻為R的金屬桿.金屬環(huán)的一半處在磁感應(yīng)強度為B,垂直環(huán)面的勻強磁場中,現(xiàn)讓金屬環(huán)的一半處在磁感應(yīng)強度為B、垂直環(huán)面的勻強磁場中,現(xiàn)讓金屬環(huán)在外力驅(qū)動下,繞中心軸O以角速度w勻速轉(zhuǎn)動,求外力驅(qū)動金屬環(huán)轉(zhuǎn)動的功率.(軸的摩擦不計)

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如圖甲所示,MNCD為一足夠長的光滑絕緣斜面,EFGH范圍內(nèi)存在方向垂直斜面的勻強磁場,磁場邊界EF、HG與斜面底邊MN(在水平面內(nèi))平行。一正方形金屬框abcd放在斜面上,ab邊平行于磁場邊界,F(xiàn)使金屬框從斜面上某處由靜止釋放,金屬框從開始運動到cd邊離開磁場的過程中,其運動的v-t圖象如圖乙所示。已知金屬框電阻為R,質(zhì)量為m,重力加速度為g,圖乙中金屬框運動的各個時刻及對應(yīng)的速度均為已知量,求:
(1)斜面傾角的正弦值和磁場區(qū)域的寬度;
(2)金屬框cd邊到達磁場邊界EF前瞬間的加速度;
(3)金屬框穿過磁場過程中產(chǎn)生的焦耳熱。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖甲所示,光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ所在平面與水平面成θ角,M、P兩端接一阻值為R的定值電阻,阻值為r的金屬棒ab垂直導(dǎo)軌放置,其它部分電阻不計。整個裝置處在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中,磁場方向垂直導(dǎo)軌平面向上。t=0時對棒施一平行于導(dǎo)軌的外力F,棒由靜止開始沿導(dǎo)軌向上運動,通過R的感應(yīng)電流隨時間t變化的關(guān)系如圖乙所示。下列關(guān)于穿過回路abPMa的磁通量和磁通量的瞬時變化率以及a、b兩端的電圧Uab和通過棒的電荷量q隨時間變化的圖象中,正確的是(     )

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

兩個線圈A、B繞在一個鐵芯的兩側(cè),分別跟電流表和導(dǎo)軌相連,導(dǎo)軌上垂直擱置一根金屬棒ab,垂直導(dǎo)軌平面有一個勻強磁場,如圖7所示.在下列情況下能使電流計中有電流通過的是  (    )
A.a(chǎn)b向右作勻速運動.
B.a(chǎn)b向左作勻速運動.
C.a(chǎn)b向右作加速運動.
D.a(chǎn)b向左作加速運動.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

2.如圖所示,平行金屬導(dǎo)軌間距為d,一端跨接電阻為R,勻強磁場磁感強度為B,方向垂直平行導(dǎo)軌平面,一根長金屬棒與導(dǎo)軌成θ角放置,棒與導(dǎo)軌的電阻不計,當(dāng)棒沿垂直棒的方向以恒定速度v在導(dǎo)軌上滑行時,通過電阻的電流是                   
A.Bdv/(Rsinθ)B.Bdv/R
C.Bdvsinθ/RD.Bdvcosθ/R

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如圖,兩根足夠長的金屬導(dǎo)軌ab、cd豎直放置,導(dǎo)軌間距離為L1電阻不計。在
導(dǎo)軌上端并接兩個額定功率均為P、電阻均為R的小燈泡。整個系統(tǒng)置于勻強磁場中,磁感應(yīng)強度方向與導(dǎo)軌所在平面垂直。現(xiàn)將一質(zhì)量為m、電阻可以忽略的金屬棒MN從圖示位置由靜止開始釋放。金屬棒下落過程中保持水平,且與導(dǎo)軌接觸良好。已知某時刻后兩燈泡保持正常發(fā)光。重力加速度為g。求:
(1)磁感應(yīng)強度的大。
(2)燈泡正常發(fā)光時導(dǎo)體棒的運動速率。

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