【題目】如圖所示,在相距L=0.5m的兩條水平放置的足夠長(zhǎng)光滑平行金屬導(dǎo)軌,不計(jì)電阻,廣闊的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直向上穿過導(dǎo)軌平面,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T,垂直導(dǎo)軌放置兩金屬棒abcd,電阻r均為,質(zhì)量m都是0.1 kg,兩金屬棒與金屬導(dǎo)軌接觸良好。從0時(shí)刻起,用一水平向右的拉力F的以恒定功率P=2W作用在ab棒上,使ab棒從靜止開始運(yùn)動(dòng),經(jīng)過一段時(shí)間后,回路達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。求:

(1)若將cd固定不動(dòng),達(dá)到穩(wěn)定時(shí)回路abcd中的電流方向如何?此時(shí)ab棒穩(wěn)定速度為多大?

(2)當(dāng)t=2.2s時(shí)ab棒已達(dá)到穩(wěn)定速度,求此過程中cd棒產(chǎn)生的熱量Q?

(3)若讓cd棒也能在軌道上自由滑動(dòng),并將拉力改成恒力F0,發(fā)現(xiàn)t0時(shí)刻后回路剛好達(dá)到穩(wěn)定,請(qǐng)?jiān)趫D中定性畫出ab、cd兩棒的速度-時(shí)間圖象。

【答案】(1) 電流方向?yàn)?/span>a→b→c→d→a ,4m/s;(2)1.8J;(3)

【解析】

根據(jù)右手定則可以判斷電流方向,根據(jù)二力平衡關(guān)系可得出穩(wěn)定速度;由能量守恒關(guān)系可求得cd中產(chǎn)生的熱量;分析兩棒的運(yùn)動(dòng)過程,則可以得出相應(yīng)的v-t圖象;

:(1)由右手定則可知:電流方向?yàn)?/span>a→b→c→d→a

當(dāng)穩(wěn)定時(shí),則有:

而:,

聯(lián)立解得:

(2)由能量守恒關(guān)系可得:

解得:

因?yàn)閮砂綦娮枰粯,通過電流又時(shí)刻相同,所以產(chǎn)生熱量一樣,則有:

(3)根據(jù)運(yùn)動(dòng)過程分析可知,ab先做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng),最后勻加速運(yùn)動(dòng);cd做加速度增大的加速運(yùn)動(dòng),t0后開始勻加速;t0后是兩條平行的傾斜直線;

答案如圖所示

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】質(zhì)量分別為=m,=3mA 、B兩物體如圖所示放置,其中A緊靠墻壁,A、B由質(zhì)量不計(jì)的輕彈簧相連,F(xiàn)對(duì)B物體緩慢施加一個(gè)向左的推力,該力做功W,使A、B之間彈簧被壓縮且系統(tǒng)靜止,之后突然撒去向左的推力解除壓縮。不計(jì)切摩擦。

(1)從解除壓縮到A運(yùn)動(dòng)墻對(duì)A的沖量的大小為多少?

(2)A、B都運(yùn)動(dòng)后,A、B的最小速度各為多大?

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,空間存在水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)E=2.0×104N/C,在A處有一個(gè)質(zhì)量為0.3kg的小球,所帶電荷量為q=+2.0×104C,用一長(zhǎng)為L=60cm的不可伸長(zhǎng)的絕緣細(xì)線與固定點(diǎn)O連接。AO與電場(chǎng)線平行處于水平狀態(tài),F(xiàn)讓該質(zhì)點(diǎn)在A處?kù)o止釋放,則下列說法中正確的有( 。ㄒ阎sin37°=0.6,cos37°=0.8,取g=10m/s2。)

A. 釋放后小球做圓周運(yùn)動(dòng)

B. 小球在A點(diǎn)瞬間的加速度大小為10m/s2

C. 小球從A運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)正下方的過程中電勢(shì)能增加了2.4J

D. 小球第一次運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)正下方的速度大小為5m/s

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,在豎直平面內(nèi)有水平向右、場(chǎng)強(qiáng)為E=1×104 N/C的勻強(qiáng)電場(chǎng).在勻強(qiáng)電場(chǎng)中有一根長(zhǎng)L=2 m的絕緣細(xì)線,一端固定在O點(diǎn),另一端系一質(zhì)量為0.08 kg的帶電小球,它靜止時(shí)懸線與豎直方向成37°角,若小球獲得初速度恰能繞O點(diǎn)在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng),取小球在靜止時(shí)的位置為電勢(shì)能零點(diǎn)和重力勢(shì)能零點(diǎn),cos37°=0.8,g10 m/s2.下列說法正確( )

A. 小球的帶電荷量q=6×105 C

B. 小球動(dòng)能的最小值為1J

C. 小球在運(yùn)動(dòng)至圓周軌跡上的最高點(diǎn)時(shí)有機(jī)械能的最小值

D. 小球繞O點(diǎn)在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)的電勢(shì)能和機(jī)械能之和保持不變,且為4J

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】下列關(guān)于電場(chǎng)強(qiáng)度的說法中,正確的是 ( )

A. 公式E =F/q只適用于真空中點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)

B. 由公式E=F/q可知,電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度E與試探電荷在電場(chǎng)中該點(diǎn)所受的電場(chǎng)力成正比

C. 在公式F= kQ1Q2/r2中,kQ2/r2是點(diǎn)電荷Q2產(chǎn)生的電場(chǎng)在點(diǎn)電荷Q1處的場(chǎng)強(qiáng)大。欢kQ1/r2是點(diǎn)電荷Q1產(chǎn)生的電場(chǎng)在點(diǎn)電荷Q2處場(chǎng)強(qiáng)的大小

D. 由公式E= k Q/r2可知,離點(diǎn)電荷非常近的地方(r→0),電場(chǎng)強(qiáng)度E可達(dá)無窮大

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖,兩根互相平行的長(zhǎng)直導(dǎo)線過紙面上的M、N兩點(diǎn),且與直面垂直,導(dǎo)線中通有大小相等、方向相反的電流。a、o、b在M、N的連線上,o為MN的中點(diǎn),c、d位于MN的中垂線上,且a、b、c、d到o點(diǎn)的距離均相等。關(guān)于以上幾點(diǎn)處的磁場(chǎng),下列說法正確的是

A.o點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零

B.a、b兩點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等,方向相反

C.c、d兩點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等,方向相同

D.a、c兩點(diǎn)處磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向不同

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】圖為靜電除塵器除塵機(jī)理的示意圖。塵埃在電場(chǎng)中通過某種機(jī)制帶電,在電場(chǎng)力的作用下向集塵極遷移并沉積,以達(dá)到除塵目的。下列表述正確的是

A. 到達(dá)集塵極的塵埃帶正電荷

B. 電場(chǎng)方向由集塵極指向放電極

C. 帶電塵埃所受電場(chǎng)力的方向與電場(chǎng)方向相同

D. 同一位置帶電荷量越多的塵埃所受電場(chǎng)力越大

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】小明設(shè)計(jì)的電磁健身器的簡(jiǎn)化裝置如圖所示,兩根平行金屬導(dǎo)軌相距l0.50 m,傾角θ53°,導(dǎo)軌上端串接一個(gè)R0.05 Ω的電阻.在導(dǎo)軌間長(zhǎng)d0.56 m的區(qū)域內(nèi),存在方向垂直導(dǎo)軌平面向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度B2.0 T.質(zhì)量m4.0 kg的金屬棒CD水平置于導(dǎo)軌上,用絕緣繩索通過定滑輪與拉桿GH相連.CD棒的初始位置與磁場(chǎng)區(qū)域的下邊界相距s0.24 m.一位健身者用恒力F80 N拉動(dòng)GH桿,CD棒由靜止開始運(yùn)動(dòng),上升過程中CD棒始終保持與導(dǎo)軌垂直.當(dāng)CD棒到達(dá)磁場(chǎng)上邊界時(shí)健身者松手,觸發(fā)恢復(fù)裝置使CD棒回到初始位置(重力加速度g10 m/s2,sin 53°0.8不計(jì)其他電阻、摩擦力以及拉桿和繩索的質(zhì)量).求:

(1)CD棒進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度v的大小;

(2)CD棒進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)所受的安培力FA的大。

(3)在拉升CD棒的過程中,健身者所做的功W和電阻產(chǎn)生的焦耳熱Q.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】一質(zhì)量為10kg的木楔ABC靜止在粗糙的水平面上,物塊與斜面動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2,在傾角為θ37°的木楔斜面上,有一質(zhì)量為1kg的物塊,以初速度為v7.6m/s開始沿斜面上滑,在這一過程中,木楔始終處于靜止?fàn)顟B(tài)。(取g10m/s2,sin37°=0.6cos37°=0.8),求:

1)物塊在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度a

2)物塊上升到最高點(diǎn)所需的時(shí)間t;

3)在物塊向上運(yùn)動(dòng)時(shí)地面給木楔的摩擦力f和支持力N各是多少。

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