【題目】如圖(甲)所示,光滑的平行水平金屬導(dǎo)軌MN、PQ相距l,在M點(diǎn)和P點(diǎn)間連接一個(gè)阻值為R的電阻,一質(zhì)量為m、電阻為r、長度也剛好為l的導(dǎo)體棒垂直擱在導(dǎo)軌上a、b兩點(diǎn)間,在a點(diǎn)右側(cè)導(dǎo)軌間加一有界勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)軌平面,寬度為d0,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,設(shè)磁場(chǎng)左邊界到ab距離為d,F(xiàn)用一個(gè)水平向右的力F拉導(dǎo)體棒,使它從a、b處靜止開始運(yùn)動(dòng),棒離開磁場(chǎng)前已做勻速直線運(yùn)動(dòng),與導(dǎo)軌始終保持良好接觸,導(dǎo)軌電阻不計(jì),水平力Fx的變化情況如圖(乙)所示,F0已知。求:

(1)棒ab剛進(jìn)入磁場(chǎng)左邊界時(shí)的速度v1;

(2)d滿足什么條件時(shí),棒ab進(jìn)入磁場(chǎng)后會(huì)一直做勻速運(yùn)動(dòng);

(3)若改變d的數(shù)值,請(qǐng)定性分析棒ab進(jìn)入磁場(chǎng)后可能的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。需要進(jìn)行必要的文字分析和討論。

【答案】1v1;2

(3)①當(dāng)d<時(shí),棒進(jìn)入磁場(chǎng)后做加速度減小的加速直線運(yùn)動(dòng)。

②當(dāng)d=時(shí),棒進(jìn)入磁場(chǎng)后做勻速直線運(yùn)動(dòng)。

③當(dāng)d>時(shí),做加速度減小的減速直線運(yùn)動(dòng)。

【解析】

1)棒在水平方向上僅受到向右的拉力F0

由牛頓第二定律得:

棒進(jìn)入磁場(chǎng)前做勻加速直線運(yùn)動(dòng),則由v2=2as得:v1

2)棒在磁場(chǎng)中水平方向上受到向右的拉力和向左的安培力(畫受力分析圖也可以)

EBlv,

設(shè)棒在磁場(chǎng)中勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度為v2

由力的平衡的2F0FA

解得:

若要ab進(jìn)入磁場(chǎng)后一直做勻速運(yùn)動(dòng),即v1=v2

解得 時(shí),進(jìn)入磁場(chǎng)后一直勻速運(yùn)動(dòng)

3)棒進(jìn)入磁場(chǎng)前做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)

①當(dāng)時(shí),棒進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)v < v2,2F0 >FA,加速運(yùn)動(dòng),FA增大,a減小,即棒進(jìn)入磁場(chǎng)后做加速度減小的加速直線運(yùn)動(dòng)。

②當(dāng)時(shí),棒進(jìn)入磁場(chǎng)后做勻速直線運(yùn)動(dòng)。

③當(dāng)時(shí),棒進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)v > v22F0< FA,減速運(yùn)動(dòng),FA減小,a減小,做加速度減小的減速直線運(yùn)動(dòng)。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,小球A質(zhì)量為m,木塊B質(zhì)量為2m,兩物體通過輕彈簧連接豎直放置在水平面上靜止.現(xiàn)對(duì)A施加一個(gè)豎直向上的恒力F,使小球A在豎直方向上運(yùn)動(dòng),經(jīng)彈簧原長時(shí)小球A速度恰好最大,已知重力加速度為g.則在木塊B對(duì)地面壓力為零時(shí),小球A的加速度大小為

A. 3g B. 2.5g C. 2g D. 1.5g

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】圖(a)為某同學(xué)測(cè)量一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的電路圖,其中虛線框內(nèi)是用毫安表改裝成雙量程電流表的改裝電路。已知毫安表表頭的內(nèi)阻為10 Ω,滿偏電流為

100 mA;R1R2為固定電阻,阻值分別為R1= 0.5 Ω,R2= 2.0 Ω;由此可知,若使用a

b兩個(gè)接線柱,電表的量程為0.5 A;若使用ac兩個(gè)接線柱,電表的量程為2.5 A;

(1) 電壓表有兩種規(guī)格,V1(量程1.5 V,內(nèi)阻約為2 kΩ)和V2(量程3 V,內(nèi)阻約為4kΩ);滑動(dòng)變阻器有兩種規(guī)格,最大阻值分別為20 Ω500 Ω. 則電壓表應(yīng)選用_____(填“V1“V2”),R應(yīng)選用最大阻值為________Ω的滑動(dòng)變阻器.

(2)實(shí)驗(yàn)步驟如下:

①開關(guān)S2撥向b,將滑動(dòng)變阻器R的滑動(dòng)片移到______端(選填),閉合開關(guān)S1;

②多次調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)片,記下電壓表的示數(shù)U和毫安表的示數(shù)I;某次測(cè)量時(shí)毫安表的示數(shù)如圖(b)所示,其讀數(shù)為_________mA。

③以U為縱坐標(biāo),I為橫坐標(biāo),作U-I圖線(用直線擬合),如圖(c)所示;④根據(jù)圖線求得電源的電動(dòng)勢(shì)E= ________V(結(jié)果保留三位有效數(shù)字),內(nèi)阻r= ________Ω(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,空間內(nèi)有方向垂直紙面(豎直面)向里的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域Ⅰ、Ⅱ,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小未知.區(qū)域Ⅰ內(nèi)有豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng),區(qū)域Ⅱ內(nèi)有水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng),兩區(qū)域內(nèi)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等.現(xiàn)有一質(zhì)量m=0.01 kg、電荷量q=0.01 C的帶正電滑塊從區(qū)域Ⅰ左側(cè)與邊界MN相距L=2 mA點(diǎn)以v0=5 m/s的初速度沿粗糙、絕緣的水平面向右運(yùn)動(dòng),進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅰ后,滑塊立即在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),在區(qū)域Ⅰ內(nèi)運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后離開磁場(chǎng)落回A點(diǎn).已知滑塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.225,重力加速度g=10 m/s2.

(1)求勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小E和區(qū)域Ⅰ中磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B1;

(2)求滑塊從A點(diǎn)出發(fā)到再次落回A點(diǎn)所經(jīng)歷的時(shí)間t;

(3)若滑塊在A點(diǎn)以v0′=9 m/s的初速度沿水平面向右運(yùn)動(dòng),當(dāng)滑塊進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅱ后恰好能做勻速直線運(yùn)動(dòng),求有界磁場(chǎng)區(qū)域Ⅰ的寬度d及區(qū)域Ⅱ內(nèi)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B2.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有粗細(xì)均勻的同種導(dǎo)線制成的等邊三角形線框abc,磁場(chǎng)方向垂直于線框平面,ac兩點(diǎn)間接一直流電源,電流方向如圖所示.則

A. 導(dǎo)線ab受到的安培力大于導(dǎo)線ac受到的安培力

B. 導(dǎo)線abc受到的安培力大于導(dǎo)線ac受到的安培力

C. 線框受到安培力的合力為零

D. 線框受到安培力的合力方向垂直于ac向下

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】空間存在一靜電場(chǎng),x軸上各點(diǎn)電勢(shì)隨x變化的情況如圖所示。若在-x0處由靜止釋放一帶負(fù)電的粒子,該粒子僅在電場(chǎng)力的作用下運(yùn)動(dòng)到x0的過程中,下列關(guān)于帶電粒子的a-t圖線,v-t圖線,Ek-t圖線,Ep-t圖線正確的是( )

A. B. C. D.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】一列沿x軸負(fù)方向傳播的簡諧橫波,波源在d點(diǎn),t時(shí)刻的部分波形圖象如圖所示,已知該波的周期為T,ab、cd為沿波傳播方向上的四個(gè)質(zhì)點(diǎn),則下列說法中正確的是 。

A. t時(shí)刻,質(zhì)點(diǎn)a沿y軸正方向運(yùn)動(dòng)

B. t時(shí)刻,質(zhì)點(diǎn)c的速度達(dá)到最小值

C. t+2T時(shí),質(zhì)點(diǎn)d的加速度達(dá)到最大值

D. t 時(shí)間內(nèi),質(zhì)點(diǎn)d通過的路程為0.35m

E. t時(shí)刻后,質(zhì)點(diǎn)a比質(zhì)點(diǎn)b先回到平衡位置

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖甲所示,用一輕質(zhì)繩拴著一質(zhì)量為m的小球,在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)不計(jì)一切阻力,小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)繩對(duì)小球的拉力為T,小球在最高點(diǎn)的速度大小為v,其圖象如圖乙所示,則

A輕質(zhì)繩長為

B當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?/span>

C當(dāng)時(shí),輕質(zhì)繩的拉力大小為

D只要,小球在最低點(diǎn)和最高點(diǎn)時(shí)繩的拉力差均為6a

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,圓形區(qū)域內(nèi)有垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng),三個(gè)質(zhì)量和電荷量都相同的帶電粒子a、b、c,以不同的速率對(duì)準(zhǔn)圓心O沿著AO方向射入磁場(chǎng),其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖.若帶電粒子只受磁場(chǎng)力的作用,則下列說法正確的是

A. a粒子速率最大

B. 它們做圓周運(yùn)動(dòng)的周期Ta<Tb<Tc

C. c粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長

D. c粒子動(dòng)能最大

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