【題目】間距為l=0.5 m兩平行金屬導(dǎo)軌由傾斜部分和水平部分平滑連接而成,如圖所示,傾斜部分導(dǎo)軌的傾角θ =30°,導(dǎo)軌上端連有阻值R=0.5 Ω的定值電阻且傾斜導(dǎo)軌處于大小為B1=0.5T、方向垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強磁場中。水平部分導(dǎo)軌足夠長,圖示矩形虛線框區(qū)域存在大小為B2=1T、方向豎直向上的勻強磁場,磁場區(qū)域的寬度d=3m,F(xiàn)將質(zhì)量m=0.1kg、總電阻r0=0.6Ω、長L0=0.6m的導(dǎo)體棒ab從傾斜導(dǎo)軌上端釋放(導(dǎo)體棒電阻均勻分布),達到穩(wěn)定速度v0后進入水平導(dǎo)軌,當恰好穿過B2磁場時速度v=2m/s,已知導(dǎo)體棒穿過B2磁場的過程中速度變化量與在磁場中通過的距離滿足(比例系數(shù)k未知),運動過程中導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直并接觸良好,不計摩擦阻力和導(dǎo)軌電阻。求:

(1)導(dǎo)體棒ab的速度v0;

(2)導(dǎo)體棒ab穿過B2磁場過程中通過R的電荷量及導(dǎo)體棒ab產(chǎn)生的焦耳熱;

(3)若磁場B1大小可以調(diào)節(jié),其他條件不變,為了使導(dǎo)體棒ab停留在B2磁場區(qū)域,B1需滿足什么條件。

【答案】(1)8m/s;(2)1.5J;(3)B1T

【解析】

(1)當導(dǎo)體棒ab運動穩(wěn)定后,做勻速運動,由平衡條件知,

感應(yīng)電流

聯(lián)立得

(2)穿過B2磁場過程中的平均電流

聯(lián)立得

=1.5C

設(shè)穿過B2磁場過程中產(chǎn)生的總焦耳熱為Q,則由能量守恒定律知

導(dǎo)體棒ab產(chǎn)生的焦耳熱

聯(lián)立得

Qr=1.5 J

(3)根據(jù)題意有

則若導(dǎo)體棒ab以速度v通過B2磁場時與在磁場中通過的距離x滿足

導(dǎo)體棒abB1磁場中達到穩(wěn)定速度時,由平衡條件知

聯(lián)立得

根據(jù)題意

聯(lián)立以上二式并代入數(shù)據(jù)得

T

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】以下說法正確的是(

A.可知此場中某點的電場強度EF成正比

B.根據(jù)真空中點電荷場強公式,一點電荷電場中某點場強和場源電荷的電荷量成正比

C.由公式可知電場中某點的電勢q成反比

D.U=Ed可知,勻強電場中的任意兩點間的距離越大,則兩點間的電勢差也一定越大

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】空間存在甲、乙兩相鄰的金屬球,甲球帶正電,乙球原來不帶電,由于靜電感應(yīng),兩球在空間

形成了如圖所示穩(wěn)定的靜電場.實線為其電場線,虛線為其等勢線,A、B兩點與兩球球心連線位

于同一直線上,C.D兩點關(guān)于直線AB對稱,則(

A. A 點和B點的電勢相同

B. C點和D點的電場強度相同

C. 正電荷從A點移至B點,靜電力做正功

D. 負電荷從C點沿直線CD移至D點,電勢能先減小后增大

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】我國月球探測計劃嫦娥工程已經(jīng)啟動,“嫦娥1號”探月衛(wèi)星也已發(fā)射。設(shè)想“嫦娥1號”登月飛船貼近月球表面做勻速圓周運動,飛船發(fā)射的月球車在月球軟著陸后,自動機器人在月球表面上以初速度v0沿豎直方向拋出一個小球,測得小球經(jīng)時間t落回拋出點,已知月球半徑為R,萬有引力常量為G,月球質(zhì)量分布均勻。求:

(1)月球表面的重力加速度;

(2)月球的質(zhì)量;

(3)月球的第一宇宙速度。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,在第象限內(nèi)存在電場強度為E、沿y軸負方向的勻強電場;磁感應(yīng)強度為B1、垂直紙面向里的勻強磁場。在復(fù)合場中放置一線形、長為2R的帶電粒子發(fā)生器,它沿x軸正方向不斷地發(fā)射出速度相同的帶正電粒子(已知粒子質(zhì)量均為m、電荷量均為q),這些粒子能在0<y<2R的區(qū)間內(nèi)垂直y軸進入第象限。在第象限內(nèi)半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)存在著一與紙面垂直的勻強磁場,圓形區(qū)域與y、x軸分別相切于ab兩點。在第象限整個區(qū)域內(nèi)存在磁感應(yīng)強度為B2、垂直紙面向里的勻強磁場。已知從a點射入圓形磁場區(qū)域的粒子恰好從b點沿y軸負方向進入第象限。不計粒子重力和相互作用力。

可能用到的公式: tan2θ=2tanθ/1tan2θ

(1)求第象限圓形磁場區(qū)域內(nèi)的磁感應(yīng)強度大小和方向;

(2)求通過圓形磁場區(qū)域的帶電粒子第二次通過x軸的區(qū)域范圍;

(3)若調(diào)整粒子發(fā)生器和復(fù)合場,使粒子發(fā)射速度增大一倍,且粒子仍能垂直y軸進入第象限。求從a點射入的粒子第二次通過x軸時點的坐標。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖(a)所示,AB是某電場中的一條電場線.若有一電子以某一初速度并且僅在電場力的作用下,沿AB由點A運動到B點,其速度圖象如圖(b)所示.下列關(guān)于A、B兩點的電勢φ和電場強度E大小的判斷正確的是

.

A. EA = EB B. .EA<EB

C. φAB D. AB

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】澳大利亞科學(xué)家近日宣布,在離地球約14光年的紅矮星wolf 1061周圍發(fā)現(xiàn)了三顆行星bc、d,它們的公轉(zhuǎn)周期分別是5天、18天、67天,公轉(zhuǎn)軌道可視為圓,如圖所示。已知萬有引力常量為G。下列說法正確的是( 。

A.可求出b、c的公轉(zhuǎn)半徑之比

B.可求出cd的向心力之比

C.若已知c的公轉(zhuǎn)半徑,可求出紅矮星的質(zhì)量

D.若已知c的公轉(zhuǎn)半徑,可求出紅矮星的密度

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【題目】如圖所示,一個固定在豎直平面內(nèi)的光滑半球形管道,管道里有一個直徑略小于管道內(nèi)徑的小球,小球在管道內(nèi)做圓周運動,從B點脫離后做平拋運動,經(jīng)過0.3s后又恰好垂直與傾角為450的斜面相碰。已知半圓形管道的半徑為R=1m,小球可看做質(zhì)點且其質(zhì)量為m=1kg,g取10m/s2,則:

1小球在斜面上的相碰點C與B點的水平距離是多少?

2小球經(jīng)過管道的B點時,受到管道的作用力大小FNB的大小和方向為多少?

3為了使小球能從管道B點拋出,小球在A點的速度至少為多大?

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【題目】粗細均勻的U形玻璃管豎直放置,左端封閉,右端開口。初始時,管內(nèi)水銀柱及空氣柱長度如圖所示,下方水銀柱足夠長且左、右兩側(cè)水銀面等高。已知大氣壓強p0=75cmHg,環(huán)境溫度不變,F(xiàn)從U形管右側(cè)緩慢注入水銀,使右側(cè)空氣柱上方水銀柱的長度變?yōu)?/span>25cm。求:

(i)右側(cè)管內(nèi)封閉空氣柱的長度;

(ii)左側(cè)管內(nèi)水銀面上升的高度。

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