【題目】如圖,兩條平行導(dǎo)軌所在平面與水平地面的夾角為θ,間距為L。導(dǎo)軌上端并聯(lián)接有一電容為C的平行板電容器和阻值為R的電阻。導(dǎo)軌處于勻強(qiáng)磁場中,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向垂直于導(dǎo)軌平面。在導(dǎo)軌上放置一質(zhì)量為m的金屬棒,棒可沿導(dǎo)軌下滑,且在下滑過程中保持與導(dǎo)軌垂直并良好接觸。已知金屬棒與導(dǎo)軌之間的動摩擦因數(shù)為μ,重力加速度大小為g。忽略其它電阻。讓金屬棒在不同情況下從導(dǎo)軌上端由靜止開始下滑,求:

(1)當(dāng)斷開S1閉合S2時(shí),金屬棒由靜止開始下滑位移x后開始勻速,求勻速的速度大小和這過程電阻生的熱量;

(2)當(dāng)斷開S2閉合S1時(shí)金屬棒的速度大小隨時(shí)間變化的關(guān)系。

【答案】(1) , (2)

【解析】

(1)金屬棒在斜面上勻速直線運(yùn)動時(shí),由平衡條件:

由閉合電路的歐姆定律

而動生電動勢

聯(lián)立解得:

對金屬棒下滑過程,由動能定理得:

而由功能關(guān)系,克服安培力做功等于電路的焦耳熱:

聯(lián)立解得:

(2)設(shè)金屬棒經(jīng)歷時(shí)間,速度的變化量為,通過金屬棒的電流為i,流過金屬棒的電荷量為

按照電流的定義

也是平行板電容器的極板在內(nèi)的增加量,

金屬棒受到的摩擦力為

金屬棒受到的安培力為

設(shè)金屬棒下滑的加速度為a,由牛頓第二定律有:

聯(lián)立解得:

加速度為恒定值,說明金屬棒做勻加速直線運(yùn)動

可得瞬時(shí)速度與時(shí)間的關(guān)系:

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】在水平長直的軌道上,有一長度L=2m、質(zhì)量為M=1kg的平板車處于靜止?fàn)顟B(tài),某時(shí)刻將一質(zhì)量為m=2kg的小滑塊從車面的中點(diǎn)水平向右以速度v0=3m/s沖上小車,滑塊與車面間的動摩擦因數(shù)為μ1=0.2,平板車與地面軌道間的動摩擦因數(shù)為μ2=0.1,取g=10m/s2,求:

(1)通過計(jì)算判斷滑塊能否從車上掉下;如果能請說明從車的左端還是右端掉下;

(2)對原題條件做如下調(diào)整,若在外力控制下始終保持平板車的速度v1=4m/s向右做勻速直線運(yùn)動,當(dāng)滑塊無初速的輕放到車面中點(diǎn)的同時(shí)對該滑塊施加一個(gè)水平向右的恒力F,且物塊和平板車間的動摩擦因數(shù)仍為μ1=,要保證滑塊不能從車的左端掉下,恒力F大小應(yīng)滿足什么條件?

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某一放射性元素放出的射線通過電場后分成三束,如圖所示,下列說法正確的是

A. 射線1的電離作用在三種射線中最強(qiáng)

B. 射線2貫穿本領(lǐng)最弱,用一張白紙就可以將它擋住

C. 放出一個(gè)射線1的粒子后,形成的新核比原來的電荷數(shù)少1個(gè)

D. 一個(gè)原子核放出一個(gè)射線3的粒子后,質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)都比原來少2個(gè)

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】-20”是中國自主研制的雙發(fā)重型隱形戰(zhàn)斗機(jī),該機(jī)將擔(dān)負(fù)中國未來對空、對海的主權(quán)維護(hù)任務(wù)。在某次起飛中,質(zhì)量為m-20”以恒定的功率P起動,其起飛過程的速度隨時(shí)間變化圖像如圖所示,經(jīng)時(shí)間t0飛機(jī)的速度達(dá)到最大值為vm時(shí),剛好起飛。關(guān)于起飛過程,下列說法正確的是

A. 飛機(jī)所受合力不變,速度增加越來越慢

B. 飛機(jī)所受合力增大,速度增加越來越快

C. 該過程克服阻力所做的功為

D. 平均速度

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某同學(xué)用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置來測定物體與滑板間的滑動摩擦因數(shù)關(guān)于該實(shí)驗(yàn)的下列說法正確的是()

A. 必須調(diào)節(jié)鉤碼的重量,確;遄鰟蛩龠\(yùn)動

B. 不一定要使滑板做勻速運(yùn)動,但必須要用恒力拉滑板

C. 鉤碼的質(zhì)量越大,滑板運(yùn)動得越快,彈簧秤讀數(shù)越大

D. 用該裝置做實(shí)驗(yàn),只要水平向右拉動滑板,無論滑板做勻速、勻變速或非勻變速運(yùn)動,彈簧秤的讀數(shù)都相同

E. 動摩擦因數(shù)等于彈簧秤的讀數(shù)除于重物重量

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,真空有一個(gè)下表面鍍反射膜的平行玻璃磚,其折射率,一束單色光與界面成角斜射到玻璃磚表面上,最后在玻璃磚的右側(cè)豎直平面光屏上出現(xiàn)兩個(gè)光點(diǎn)ABAB相距h=4.0cm。已知光在真空中的傳播速度。

①畫出光路圖;

②求玻璃磚的厚度。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,一質(zhì)量為m的小球,用長為l的輕繩懸掛于O點(diǎn)的正下方P點(diǎn)。球在水平拉力的作用下,從P點(diǎn)緩慢地移動到Q點(diǎn),此時(shí)輕繩與豎直方向夾角為θ。已知重力加速度為g,

(1)求小球在Q點(diǎn)時(shí)水平拉力F的大小;

(2)求小球在此過程中水平拉力F做的功;

(3)若小球在水平恒力F = mg的作用下,從P點(diǎn)運(yùn)動到Q點(diǎn),求小球在Q點(diǎn)的速度大小。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖甲為應(yīng)用于機(jī)場和火車站的安全檢查儀,用于對旅客的行李進(jìn)行安全檢查。其傳送裝置可簡化為如圖乙的模型,緊繃的傳送帶始終保持的恒定速率運(yùn)行。旅客把行李無初速度地放在處,設(shè)行李與傳送帶之間的動摩擦因數(shù),、間的距離為,。則(

A.行李從處到處的時(shí)間為

B.行李做勻速直線運(yùn)動的時(shí)間為

C.行李做勻加速直線運(yùn)動的位移為

D.行李從處到處所受摩擦力大小不變

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】一質(zhì)點(diǎn)在連續(xù)的4s內(nèi)做勻加速直線運(yùn)動,在第一個(gè)2s內(nèi)位移為12m,第二個(gè)2s內(nèi)位移為16m,下面說法正確的是

A. 質(zhì)點(diǎn)在第1s末的速度大小為4m/s

B. 質(zhì)點(diǎn)在第2s末的速度大小為6m/s

C. 質(zhì)點(diǎn)的加速度大小為1m/s2

D. 質(zhì)點(diǎn)在4s內(nèi)的平均速度為8 m/s

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