【題目】如圖甲所示,兩根足夠長的豎直光滑平行金屬導(dǎo)軌相距L1=0.1m,導(dǎo)軌下端通過導(dǎo)線連接阻值R=0.4Ω的電阻,導(dǎo)軌電阻不計。一質(zhì)量m=0.2kg、阻值r=0.1Ω的金屬棒ab放在兩導(dǎo)軌上,棒與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸,整個裝置處于垂直導(dǎo)軌平面向外的磁場中,取g=10m/s2。

(1)若金屬棒距導(dǎo)軌下端L2=0.2m,磁場隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示,為保持金屬棒靜止,試求加在金屬棒中央、沿豎直方向的外力隨時間變化的關(guān)系。

(2)若所加磁場的磁感應(yīng)強度大小恒為B1,通過恒定功率Pm=6W的豎直向上的拉力使棒從靜止開始向上運動,棒向上運動的位移隨時間變化的情況如圖丙所示,試求磁感應(yīng)強度B1的大小和變速運動階段在電阻R上產(chǎn)生的熱量。

【答案】(1)F=(2+0.025t)N(2)5T,3.2J

【解析】

(1)金屬棒在豎直方向上受力平衡,外力應(yīng)向上,設(shè)其大小為F,則有:F-mg-BIL1=0
由乙圖可知,t時刻磁感應(yīng)強度B的大小可表示為B=2.5tT,t時刻,回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為:

此時回路中的感應(yīng)電流為:I=0.1A
聯(lián)立得:F=(2+0.025t)N
(2)根據(jù)丙圖可知,金屬棒從靜止開始,經(jīng)過t=1.0s時間.移動s=0.8m后做勻速運動,勻速時的速度為:

勻速時由平衡條件得:


聯(lián)立得:B′=5T
對金屬棒從靜止到開始勻速運動階段,由能量守恒知:Ptmgh+mv2+Q
R中產(chǎn)生的熱量為:QRQ
聯(lián)立得:QR=3.2J

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】如圖所示,相距為d的兩條水平虛線L1、L2之間是方向水平向里的勻強磁場,磁感應(yīng)強度為B,正方形線圈abcd邊長為LL<d,質(zhì)量為m、電阻為R,將線圈在磁場上方h高處由靜止釋放,cd邊剛進入磁場時速度為v0,cd邊剛離開磁場時速度也為v0,則線圈穿過磁場的過程中從cd邊剛進入磁場起一直到ab邊離開磁場為止

A感應(yīng)電流所做的功為mgd

B感應(yīng)電流所做的功為2mgd

C線圈的最小速度可能為mgR/B2L2

D線圈的最小速度一定是

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】2016年春節(jié)放假期間,全國高速公路免費通行,小轎車可以不停車通過收費站,但要求小轎車通過收費站窗口前x0=9 m區(qū)間的速度不超過v0=6 m/s.現(xiàn)有甲、乙兩小轎車在收費站前平直公路上分別以v=20 m/sv=34 m/s的速度勻速行駛,甲車在前,乙車在后.甲車司機發(fā)現(xiàn)正前方收費站,開始以大小為a=2 m/s2的加速度勻減速剎車.

(1)甲車司機需在離收費站窗口至少多遠處開始剎車才不違章.

(2)若甲車司機經(jīng)剎車到達離收費站窗口前9 m處的速度恰好為6 m/s,乙車司機在發(fā)現(xiàn)甲車剎車時經(jīng)t0=0.5 s的反應(yīng)時間后開始以大小為a=4 m/s2的加速度勻減速剎車.為避免兩車相撞且乙車在收費站窗口前9 m區(qū)不超速,則在甲車司機開始剎車時甲、乙兩車至少相距多遠?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在使用如圖所示的向心力演示器探究向心力大小與哪些因素有關(guān)的實驗中.

本實驗采用的科學(xué)方法是______

A.放大法 B.累積法 C.微元法 D.控制變量法

通過本實驗可以得到的結(jié)果有______

A.在半徑和角速度一定的情況下,向心力的大小與質(zhì)量成正比

B.在質(zhì)量和半徑一定的情況下,向心力的大小與角速度成反比

C.在質(zhì)量和半徑一定的情況下,向心力的大小與角速度成正比

D.在質(zhì)量和角速度一定的情況下,向心力的大小與半徑成反比.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】鐵路在彎道處的內(nèi)外軌道高低是不同的,已知內(nèi)外軌道對水平面傾角為θ,如圖所示,彎道處的圓弧半徑為R,若質(zhì)量為m的火車轉(zhuǎn)彎時速度小于,則( )

A. 外軌對外側(cè)車輪輪緣有擠壓

B. 內(nèi)軌對內(nèi)側(cè)車輪輪緣有擠壓

C. 這時鐵軌對火車的支持力大于mgcosθ

D. 這時鐵軌對火車的支持力小于mgcosθ

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,半徑為R的光滑絕緣的半圓形軌道ABCA點與圓心等高,B點在圓心正下方,軌道固定于電場強度為E的勻強電場中。兩個帶等量同種電荷小球剛好能靜止在軌道的A點和B點。己知兩小球質(zhì)量皆為m,重力加速度為g,靜電力常量為k。下列說法正確的是

A. 小球帶正電

B. 小球的帶電量為mg/E

C. 小球的帶電量為

D. A點小球?qū)壍赖膲毫Υ笥谠?/span>B點小球?qū)壍赖膲毫?/span>

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】一質(zhì)量為m的物體靜止在粗糙的水平地面上,從t=0時刻開始受到方向恒定的水平拉力F作用,F-t的關(guān)系如圖所示。物體在t0時刻開始運動,其v- t圖像如圖所示,若可認為滑動摩擦力等于最大靜摩擦力,則下列說法錯誤的是(

A. 物體在2t0時刻的加速度大小大于

B. 物體與地面間的動摩擦因數(shù)為

C. 物體所受合力在2t0時刻的功率為 F0v0

D. 物體在4t0時刻的速度大小為

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】圖為某電源的U-I圖線,圖為某小燈泡的U-1圖線的一部分,則下列說法中正確的是( )

A. 電源的內(nèi)阻為10Ω

B. 小燈泡的電阻隨著電壓的增大而減小

C. 當小燈泡兩端的電壓為1.0V時,它的電阻為 Ω

D. 把電源和小燈泡組成閉合回路,小燈泡的功率為2.4W

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】我國發(fā)射的神州六號載人飛船,與神州五號飛船相比,它在更高的軌道上繞地球做勻速圓周運動,如圖做示,下列說法中正確的是 ( )

A. 神州六號的速度較小

B. 神州六號的角速度較小

C. 神州六號的周期更短

D. 神州六號的向心加速度較大

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案