如圖所示,在豎直平面內(nèi)一足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ相距L1=0.4m,放置在磁感應(yīng)強度為B1=5T的勻強磁場中,磁場方向垂直于軌道平面向里,一質(zhì)量為m=0.8kg的金屬棒ab,垂直于MN、PQ緊貼在導(dǎo)軌上并與導(dǎo)軌接觸良好,其接入在導(dǎo)軌間的電阻r=1Ω。金屬導(dǎo)軌上端連接右側(cè)的電路。R1=1.0Ω,R2=1.5Ω。R2兩端通過細導(dǎo)線連接質(zhì)量M=0.12kg的正方形金屬框cdef,正方形邊長L2=0.2m,每條邊的電阻r0=1.0Ω,金屬框處在一方向垂直紙面向里的磁感應(yīng)強度B2=3T的勻強磁場中。現(xiàn)將金屬棒由靜止釋放,不計其他電阻及摩擦,g取10m/s2。

(1)將K斷開,求棒下滑過程中達到的最大速率vm以及速率達到0.5vm時棒的加速度大小;

(2)將開關(guān)K閉合后,從棒釋放到細導(dǎo)線剛好沒有拉力的過程中,棒上產(chǎn)生的電熱為2J,求此過程棒下滑的h。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

 

(1)(2)

【解析】

試題分析:(1)當棒達到最大速度時加速度為0,將做勻速運動,則有受力平衡,,

由閉合電路歐姆定律得:

由電磁感應(yīng)定律得:,解得:

當棒下落速度達到時,再對棒進行受力分析由牛頓運動定律有: 

解得:,

(2)正方形線框進行受力分析,導(dǎo)線剛好沒有拉力時線框受重力和安培力相等,設(shè)流過正方形線框的電流為,

線框受重力和安培力相等 ,

方形線框cd兩端的電阻

兩端的電壓 ,

線框和的總電阻 ,

電路中的總電流

由閉合電路歐姆定律得:

又由法拉第電磁感應(yīng)定律得:

代入數(shù)據(jù)得:

設(shè)棒產(chǎn)生的內(nèi)能為Q1,外電路的電能為Q2,由能量守恒得:

,

代入數(shù)據(jù)得:

考點:考查了導(dǎo)體切割磁感線運動

 

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源:2013-2014學(xué)年吉林省長春市高三下學(xué)期第三次理綜模擬物理試卷(解析版) 題型:選擇題

在傾角為的固定光滑斜面上有兩個用輕彈簧相連接的物塊A、B,它們的質(zhì)量分別為m1、m2,彈簧勁度系數(shù)為k,C為一固定擋板,系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)。現(xiàn)用一平行于斜面向上的恒力F拉物塊A使之向上運動,當物塊B剛要離開擋板C時,物塊A運動的距離為d,速度為v,則

A.物塊B的質(zhì)量滿足

B.此時物塊A的加速度為

C.此時拉力做功的瞬時功率為

D.此過程中,彈簧的彈性勢能變化了

 

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科目:高中物理 來源:2013-2014學(xué)年北京市昌平區(qū)高三二模物理試卷(解析版) 題型:實驗題

描繪小燈泡的伏安特性曲線的實驗中,利用實驗得到了8組數(shù)據(jù),在圖所示的I-U坐標系中,通過描點連線得到了小燈泡的伏安特性曲線。

根據(jù)圖線的坐標數(shù)值,請在圖中選出該實驗正確的實驗電路    (選填“甲”或“乙”)。

根據(jù)所選電路圖,請在圖中用筆畫線代替導(dǎo)線,把實驗儀器連接成完整的實驗電路。

③由伏安特性曲線,該小燈泡的電阻隨電壓的升高而    。(選填“增大”、“減小”或“不變”)

根據(jù)伏安特性曲線,可判斷出圖中正確的關(guān)系圖是(圖中P為小燈泡功率,I為通過小燈泡的電流)( )

將同種規(guī)格的兩個這樣的小燈泡并聯(lián)后再與R=10Ω的定值電阻串聯(lián),接在電動勢為8V、內(nèi)阻不計的電源上,如圖所示。閉合開關(guān)S后,則電流表的示數(shù)為 A,個小燈泡的功率為 W。

 

 

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科目:高中物理 來源:2013-2014學(xué)年北京市東城區(qū)高三第二學(xué)期綜合練習(xí)(二)理綜物理試卷(解析版) 題型:選擇題

地面附近水平虛線MN的下方存在著正交的勻強電場和勻強磁場,電場強度為E,磁感應(yīng)強度為B,圖所示。一帶電微粒自距MNh的高處由靜止下落,從P點進入場區(qū),沿半圓圓弧POQ運動,經(jīng)圓弧的最低點O從Q點射出。重力加速度為g,忽略空氣阻力的影響。下列說法中錯誤的是

A.微粒進入場區(qū)后受到的電場力的方向一定豎直向上

B.微粒進入場區(qū)后做圓周運動,半徑為

C.從P點運動到Q點的過程中,微粒的電勢能先增大后減小

D.從P點運動到O點的過程中,微粒的電勢能與重力勢能之和越來越小

 

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科目:高中物理 來源:2013-2014學(xué)年內(nèi)蒙古赤峰市高三4月統(tǒng)一考試物理試卷(解析版) 題型:選擇題

下列說法中,正確的是

A. 鈾235的半衰期約為7億年,8kg的鈾經(jīng)過21億年后有1kg衰變?yōu)槠渌?/span>

B. 根據(jù)波爾理論可知,氫原子輻射出一個光之后,氫原子的電勢能減小,核外電子的動能增大

C.發(fā)生光電效應(yīng)時,在光的顏色保持不變的情況下,入射光越強,飽和光電流越大 

D. 原子核發(fā)生一次衰變,該原子外層失去一個電子

 

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科目:高中物理 來源:2013-2014學(xué)年內(nèi)蒙古赤峰市高三4月統(tǒng)一考試物理試卷(解析版) 題型:選擇題

傾角為、質(zhì)量為M的絕緣斜面體靜止在水平地面上,將質(zhì)量為m、帶正電的木塊放在斜面體上.并給木塊一初速度v0,木塊剛好能沿斜面保持勻速直線下滑.設(shè)木塊的電量不變,在加了一勻強電場后,木塊仍然沿斜面向下運動的過程中,下列說法正確的是( 。

A.若加一豎直向下的電場,木塊將做加速運動,地面受M的壓力變大

B.若加一豎直向下的電場,則木塊仍然勻速下滑,地面不受M的摩擦力

C.若加一水平向左的電場,木塊將做加速運動,地面受M的摩擦力向左

D.若加一水平向右的電場,木塊將做減速運動,地面不受M的摩擦力

 

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科目:高中物理 來源:2013-2014學(xué)年內(nèi)蒙古巴彥淖爾市高三第六次模擬物理試卷(解析版) 題型:計算題

質(zhì)量為M的木塊靜止在光滑的水平面上,一顆子彈質(zhì)量為m,以水平速度v0擊中木塊并最終停留在木塊中。求:在這個過程中

木塊的最大動能;

子彈和木塊的位移之比。

 

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科目:高中物理 來源:2013-2014學(xué)年內(nèi)蒙古巴彥淖爾市高三第六次模擬物理試卷(解析版) 題型:選擇題

以下有關(guān)物理學(xué)概念或物理學(xué)史說法正確的有(  )

A.行星繞恒星運動軌道為圓形,則它運動的周期平方與軌道半徑的三次方之比 k為常數(shù),此常數(shù)的大小與恒星的質(zhì)量和行星的速度有關(guān)

B.勻速圓周運動是速度大小不變的勻變速曲線運動,速度方向始終為運動軌跡該點的切線方向

C.牛頓發(fā)現(xiàn)的萬有引力定律,卡文迪許用實驗方法測出萬有引力恒量的數(shù)值,從而使萬有引力定律有了真正的實用價值

D.奧斯特發(fā)現(xiàn)了電與磁間的關(guān)系,即電流的周圍存在著磁場;同時他通過實驗發(fā)現(xiàn)了磁也能產(chǎn)生電,即電磁感應(yīng)現(xiàn)象

 

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科目:高中物理 來源:2013-2014天津市六校高三上學(xué)期期中聯(lián)考物理試卷(解析版) 題型:選擇題

如圖所示,傾角為30°的光滑桿上套有一個小球和兩根輕質(zhì)彈簧,兩彈簧的一端各與小球相連,另一端分別用銷釘M、N固定于桿上,小球處于靜止狀態(tài).設(shè)拔去銷釘M(撤去彈簧a)瞬間,小球的加速度大小為6m/s.若不拔去銷釘M,而拔去銷釘N(撤去彈簧b)瞬間,小球的加速度可能是(g取10m/s):(   

A.11m/s,沿桿向上   B.11m/s,沿桿向下

C.1m/s,沿桿向上   D.1m/s,沿桿向下

 

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同步練習(xí)冊答案