【題目】如圖所示兩個(gè)半徑分別為RA=1m、RB=2m的金屬圓環(huán)處在豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度B1=1T的環(huán)形勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一根長(zhǎng)L=2m、阻值為2Ω的均勻金屬棒OB跨放在兩金屬圓環(huán)上，且O點(diǎn)位于兩環(huán)的圓心處。另有兩根間距l=1m、足夠長(zhǎng)的“L”形光滑金屬導(dǎo)軌與水平面成θ=30°角傾斜放置，在導(dǎo)軌下端的擋板上，靜放著一根長(zhǎng)l=lm、質(zhì)量m=0.1kg、阻值R=1Ω的金屬棒CD，傾斜導(dǎo)軌的上端通過(guò)兩根導(dǎo)線(xiàn)分別與A、B兩環(huán)相連，兩導(dǎo)軌處在與導(dǎo)軌平面垂直斜向上、B2=1T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，除兩根金屬樣的電阻外，其余電阻均不計(jì)。t=0時(shí)金屬OB在外作用下以角速度ω=2rad/s繞O點(diǎn)逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，t=2s時(shí)金屬棒CD剛好達(dá)到最大速度，若取g=10m/s2。

(1)求金屬棒CD達(dá)到的最大速度；

(2)若t=2s時(shí)，因故障金屬棒OB停止轉(zhuǎn)動(dòng)，金屬棒CD繼續(xù)上滑，現(xiàn)測(cè)得金屬棒CD由t=0時(shí)刻至上滑到最高點(diǎn)的過(guò)程中通過(guò)的電量為1.3C，求故障后金屬棒CD在上滑過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱。

【答案】(1) (2)

【解析】

(1)金屬棒OB勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)切割磁感線(xiàn)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

又，，故E=3V且A環(huán)電勢(shì)高，

金屬棒OB切割磁感線(xiàn)對(duì)金屬棒CD供電，金屬棒CD向上做加速運(yùn)動(dòng)有

由于金屬棒CD切割磁感線(xiàn)也產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，回路中的有效電阻為2R=2

故

當(dāng)金屬棒CD的加速度減小到0時(shí)有最大速度

代入數(shù)據(jù)解得：；

(2)金屬棒CD加速上滑過(guò)程中由

解得：

金屬棒CD減速上滑過(guò)程中通過(guò)的電量為

由知金屬棒CD沿導(dǎo)軌減速上滑的距離為

金屬棒CD減速上滑過(guò)程中由能量守恒定律得：

代入數(shù)據(jù)解得：.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】某控制帶電粒子運(yùn)動(dòng)的儀器原理如圖所示，區(qū)域PP′M′M內(nèi)有豎直向下的勻強(qiáng)電

場(chǎng)，電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)E＝1.0×103V/m，寬度d＝0.05m，長(zhǎng)度L＝0.40m；區(qū)域MM′N(xiāo)′N(xiāo)內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝2.5×10－2T，寬度D＝0.05m，比荷＝1.0×108C/kg的帶正電的粒子以水平初速度v0從P點(diǎn)射入電場(chǎng)．邊界MM′不影響粒子的運(yùn)動(dòng)，不計(jì)粒子重力．

(1) 若v0＝8.0×105m/s，求粒子從區(qū)域PP′N(xiāo)′N(xiāo)射出的位置；

(2) 若粒子第一次進(jìn)入磁場(chǎng)后就從M′N(xiāo)′間垂直邊界射出，求v0的大��；

(3) 若粒子從M′點(diǎn)射出，求v0滿(mǎn)足的條件．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，在xoy坐標(biāo)平面內(nèi)以O′為圓心，半徑R=0.2m的圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向外的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.1T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，圓形區(qū)域的下端與x軸相切于坐標(biāo)原點(diǎn)O．現(xiàn)從坐標(biāo)原點(diǎn)O沿xoy平面在y軸兩側(cè)各30°角的范國(guó)內(nèi)，發(fā)射速率均為v0=2.0×106m/s的帶正電粒子，粒子的比荷為=1.0×108C/kg，不計(jì)粒子的重力、粒子對(duì)磁場(chǎng)的影響及粒子間的相互作用力，求：

（1）粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑r；

（2）沿y軸正方向射入磁場(chǎng)的粒子，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間；

（3）若在x≥0.2m，y＞0的區(qū)域有電場(chǎng)強(qiáng)度E=15×105N/C．豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)，則粒子到達(dá)x軸上的范圍。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖甲，兩個(gè)等量同種電荷P、Q固定于光滑絕緣水平面上，電荷量q=+1×10-3C，質(zhì)量m=0.02kg的小球從a點(diǎn)靜止釋放，沿中垂線(xiàn)運(yùn)動(dòng)到電荷連線(xiàn)中點(diǎn)O過(guò)程中的v—t圖象如圖乙中圖線(xiàn)①所示，其中b點(diǎn)處為圖線(xiàn)切線(xiàn)斜率最大的位置，圖中②為過(guò)b點(diǎn)的切線(xiàn)，則下列說(shuō)法正確的是

A. P、Q帶正電荷

B. b點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)E=30 v／m

C. a、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為90V

D. 小球從a到O的過(guò)程中電勢(shì)能先減少后增加

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，往光滑的水平而上有M=2kg的長(zhǎng)木板，在其右端放一個(gè)質(zhì)量m=1kg、可視為質(zhì)點(diǎn)的物體B，長(zhǎng)木板的左上端恰與一個(gè)固定在緊直面內(nèi)半徑R=1.25m的光滑圓弧底端平齊，現(xiàn)將一個(gè)質(zhì)量m=1Kg、可視為質(zhì)點(diǎn)的物體A從圓弧最高點(diǎn)由靜止滑下。己知物體A與長(zhǎng)木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.4，物體B與長(zhǎng)木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2。當(dāng)物體A剛滑上長(zhǎng)木板時(shí)對(duì)物體B施加一大小為I=1N·s、方向向左的瞬時(shí)沖量，結(jié)果兩物體在長(zhǎng)木板上恰好不相撞。取g=10m/s2，求：

(1)全程因摩擦而產(chǎn)生的熱量：

(2)長(zhǎng)木板的長(zhǎng)度。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，一細(xì)線(xiàn)系一小球繞O點(diǎn)在豎直面做圓周運(yùn)動(dòng),a、b分別是軌跡的最高點(diǎn)和最低點(diǎn)，c、d兩點(diǎn)與圓心等高，小球在a點(diǎn)時(shí)細(xì)線(xiàn)的拉力恰好為0，不計(jì)空氣阻力，則下列說(shuō)法正確的是（ ）

A. 小球運(yùn)動(dòng)到c、d兩點(diǎn)時(shí)，受到的合力指向圓心

B. 小球從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)的過(guò)程中，機(jī)械能先增大后減小

C. 小球從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)的過(guò)程中，細(xì)線(xiàn)對(duì)小球的拉力先做正功后做負(fù)功

D. 小球從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)的過(guò)程中，先失重后超重

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示,給一塊金屬導(dǎo)體通以向右的電流I,金屬導(dǎo)體的高為h,厚度為d,已知電流與導(dǎo)體單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)n、電子電荷量e、導(dǎo)體橫截面積S和電子定向移動(dòng)速度v之間的關(guān)系為I=neSv。則下列說(shuō)法中正確的是( )

A. 在上、下表面形成電勢(shì)差的過(guò)程中,電子受到的洛侖茲力方向向下

B. 達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí),金屬板上表面A的電勢(shì)低于下表而A’的電勢(shì)

C. 只將金屬板的厚度d減小為原來(lái)的一半,則上,下表面之間的電勢(shì)差大小變?yōu)?/span>U/2

D. 只將電流I減小為原來(lái)的一半,則上、下表面之間的電勢(shì)差大小變?yōu)?/span>U/2

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，兩平行金屬板相距為d，與一邊長(zhǎng)為L、匝數(shù)為N匝的正方形線(xiàn)圈相連，正方形線(xiàn)圈內(nèi)存在著與其平面垂直向里的隨時(shí)間變化的磁場(chǎng)B，其隨時(shí)間變化關(guān)系為B=B0+kt（k＞0），粒子源在t=0時(shí)刻從P處釋放一個(gè)初速度為零的帶電粒子，已知帶電粒子質(zhì)量為m，電荷量為q，粒子能從N板加速到M板，并從M板上的一個(gè)小孔穿出．在板的上方，有一個(gè)環(huán)形區(qū)域內(nèi)存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0，垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．已知外圓半徑為2d，內(nèi)圓半徑為d，兩圓的圓心與小孔重合（不計(jì)粒子重力）．

（1）判斷帶電粒子的正負(fù)和粒子到達(dá)M板的速度v；

（2）若要求粒子不能從外圓邊界飛出，k的取值范圍是多少？

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)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)電場(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)估計(jì)如圖所示，若帶點(diǎn)粒子只受磁場(chǎng)力的作用，則下列說(shuō)法中正確的是（ ）

A. a粒子動(dòng)能最大

B. c粒子速率最大

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

D. 它們做圓周運(yùn)動(dòng)的周期Ta=Tb=Tc

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案