【題目】如圖所示,兩根足夠長的平行光滑金屬導(dǎo)軌MNPQ相距L=1m,上端連接一個阻值R=1Ω的電阻,導(dǎo)軌平面與水平面夾角θ=37°,長為L的金屬棒ab垂直于MN、PQ放置在導(dǎo)軌上,且始終與導(dǎo)軌接觸良好,整個裝置處在垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強磁場中。已知金屬棒ab的質(zhì)量為m=1kg、阻值R′=1Ω,磁場的磁感應(yīng)強度B=1T,重力加速度g=10m/s2,導(dǎo)軌電阻不計,F(xiàn)閉合開關(guān),金屬棒ab從靜止開始運動,若金屬棒下滑距離為s=20m時速度恰達到最大(sin37°=0.6cos37°=0.8),求:

1)金屬棒剛開始運動時的加速度;

2)金屬棒的最大速度;

3)金屬棒由靜止開始下滑位移為s的過程中,金屬棒上產(chǎn)生的焦耳熱。

【答案】16m/s2;(212m/s;(324J

【解析】

1)設(shè)金屬棒開始時的加速度為,根據(jù)牛頓第二定律,剛開始運動時

解得金屬棒剛開始運動時的加速度m/s2。

2)金屬棒在運動中受到的安培力、通過的電流、產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢分別為

根據(jù)牛頓第二定律得

導(dǎo)體棒向下做加速度減小變加速直線運動,當(dāng)時有最大速度,代入數(shù)據(jù)解得

=12m/s。

3)從開始運動到有最大速度,設(shè)導(dǎo)體棒克服安培力做功為W,該過程由動能定理得

-0

代入數(shù)據(jù)解得J,整個回路產(chǎn)生的焦耳熱等于導(dǎo)體棒克服安培力做功,即,由于金屬棒電阻R′=R,所以金屬棒上產(chǎn)生的焦耳熱

QJ

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】a、b兩個帶電小球的質(zhì)量均為m,所帶電荷量分別為+3q和-q,兩球間用絕緣細線連接,a球又用長度相同的絕緣細線懸掛在天花板上,在兩球所在的空間有方向向左的勻強電場,電場強度為E,平衡時細線都被拉緊,則平衡時可能位置是:

A. B. C. D.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】現(xiàn)有一節(jié)干電池(電動勢約為1.5V,內(nèi)阻約為0.30Ω),電壓表V(量程為3V,內(nèi)阻約3kΩ);電流表A(量程為0.6A,內(nèi)阻為0.70Ω),滑動變阻器R10Ω,2A),電鍵一個及導(dǎo)線若干。

(1)為了更準確地測出電源電動勢和內(nèi)阻,某組同學(xué)用右圖所示電路測得多組電壓和電流值,得到如圖所示的U-I圖線,由圖可得該電源電動勢E=_______V,內(nèi)阻r=_______Ω。(結(jié)果均保留兩位小數(shù))

(2)某小組在實驗時,發(fā)現(xiàn)電流表壞了,于是不再使用電流表,僅用電阻箱R′替換掉了滑動變阻器,電路圖如右圖所示。他們在實驗中讀出幾組電阻箱的阻值R′和電壓表的示數(shù)U,描繪出的關(guān)系圖像,得到的函數(shù)圖像是一條直線。若該圖像的斜率為k,縱軸截距為b,則此電源電動勢E=_________,內(nèi)阻r=__________。該組同學(xué)測得電源電動勢E_____E,內(nèi)阻r_____r。(“>”““<”)。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】現(xiàn)有大量處于n=4能級的氫原子,當(dāng)這些氫原子向低能級躍遷時會輻射出若干種不同頻率的光,氫原子能級示意圖如圖所示。下列說法正確的是( 。

A.躍遷后核外電子的動能減小

B.最多可輻射出4種不同頻率的光

C.n=4能級躍遷到n=1能級產(chǎn)生的光的波長最短

D.n=4能級躍遷到n=2能級輻射的光照射逸出功為2.65eV的某種金屬能發(fā)生光電效應(yīng)

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】電動平衡車是一種綠色環(huán)保、智能時尚的代步工具,它利用車體內(nèi)部的陀螺儀和加速度傳感器來檢測車體姿態(tài)的變化,通過伺服控制系統(tǒng)驅(qū)動電機進行相應(yīng)調(diào)整,以保持正常工作.某平衡車使用的電機額定功率P=700W,額定電壓U=35V,車身自重m=15kg,設(shè)平衡車行駛時受到的阻力為人和車總重的0.1倍,小明質(zhì)量M=65kg,重力加速度g=10m/s2.當(dāng)小明以速度v=5m/s駕駛平衡車在公路上勻速行駛時,電機恰好達到額定功率.求

(1)5分鐘內(nèi)電機所消耗的電能;

(2)電機的輸出功率;

(3)電機的內(nèi)阻.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某人騎自行車在平直道路上行進,圖中的實線記錄了自行車在開始一段時間內(nèi)的vt圖象,某同學(xué)為了簡化計算,用虛線作近似處理,下列說法正確的是

A. t1時刻,虛線反映的加速度的大小比實際的大

B. 0t1時間內(nèi),由虛線計算出的平均速度比實際的大

C. t1t2時間內(nèi),由虛線計算出的位移比實際的大

D. t3t4時間內(nèi),虛線反映的是勻速直線運動

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某同學(xué)驗證物體質(zhì)量一定時加速度與合力的關(guān)系,實驗裝置如圖所示。主要思路是,通過改變懸掛小鉤碼的質(zhì)量,改變小車所受拉力,并測得小車的加速度。將每組數(shù)據(jù)在坐標紙上描點、畫線,觀察圖線特點。

1)實驗中為使小鉤碼的重力近似等于小車所受拉力,則鉤碼的質(zhì)量m和小車質(zhì)量M應(yīng)該滿足的關(guān)系為:___________。

2)如圖所示為本實驗中得到的一條清晰紙帶,紙帶上兩相鄰計數(shù)點的時間間隔為T,測量其中x1、x2x3、x4x5、x6。為了盡量減小誤差,則用Tx1、x2…x6表示小車加速度大小a=_______________

3)經(jīng)過6次實驗,獲得了6組對應(yīng)的小車所受合力F、小車加速度a的數(shù)據(jù),在坐標紙上描點、畫線,得到如圖所示的a-F圖線。發(fā)現(xiàn)圖線不過原點,經(jīng)排查發(fā)現(xiàn):并非人為的偶然誤差所致,那么,你認為出現(xiàn)這種結(jié)果的原因可能是: 。學(xué)習(xí)牛頓第二定律后,你認為,圖中圖線的斜率表示 。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】足球比賽中,有時采用邊路突破,下底傳中的戰(zhàn)術(shù),即攻方隊員帶球沿邊線前進,到底線附近傳中,某足球場長100m、寬75m,如圖所示。攻方前鋒在邊線中點處將足球沿邊線向前踢出,足球被踢出后在球場上的運動可視為初速度大小v1=10m/s、加速度大小a1=2m/s2的勻減速直線運動。不考慮守方隊員的攔截。

(1)求從足球被踢出到停下,足球的位移大。

(2)若在足球被踢出的同時,該前鋒隊員在邊線中點處沿邊線向前追趕足球,其啟動過程可視為初速度為零、加速度大小a2=1.6m/s2的勻加速直線運動,他能達到的最大速度v2=8m/s,求前鋒隊員追上足球的最短時間;

(3)若該前鋒隊員追上足球后將足球沿邊線再次向前踢出,足球的運動仍視為加速度大小a1=2m/s2的勻減速直線運動。與此同時,由于體力的原因,該前鋒隊員以大小v3=5m/s的速度做勻速直線運動向前追趕足球,結(jié)果該前鋒隊員恰能在底線追上足球,求足球再次被踢出時的速度大小。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】從高為的一點處先后平拋兩個小球12,球1恰好直接越過豎直擋板落到水平地面上的點,球2與地面碰撞一次后,也恰好越過豎直擋板并落在點,如圖所示。設(shè)球2與地面碰撞遵循的規(guī)律類似反射定律,且反彈速度大小與碰撞前相同,則豎直擋板的高度_____________________。

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