【題目】如圖所示,平行金屬導(dǎo)軌與水平面間夾角均為θ= 37°,導(dǎo)軌間距為1 m ,電阻不計(jì),導(dǎo)軌足夠長(zhǎng).兩根金屬棒abab的質(zhì)量都是0.2 kg,電阻都是1 Ω,與導(dǎo)軌垂直放置且接觸良好,金屬棒ab和導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5 ,金屬棒ab和導(dǎo)軌無(wú)摩擦,導(dǎo)軌平面PMKO處存在著垂直軌道平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng),導(dǎo)軌平面PMNQ處存在著沿軌道平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小相同.讓ab固定不動(dòng),將金屬棒ab由靜止釋放,當(dāng)ab下滑速度達(dá)到穩(wěn)定時(shí),整個(gè)回路消耗的電功率為 18 W .

(1)ab達(dá)到的最大速度多大?

(2)ab下落了30 m 高度時(shí),其下滑速度已經(jīng)達(dá)到穩(wěn)定,則此過(guò)程中回路電流的發(fā)熱量Q多大?

(3)ab下滑過(guò)程中某時(shí)刻將ab固定解除,為確保ab始終保持靜止,則ab固定解除時(shí)ab棒的速度有何要求? (g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)

【答案】(1)15 m/s  (2)37.5 J  (3)10 m/s≤v≤15 m/s

【解析】(1)達(dá)到穩(wěn)定時(shí)由能量守恒:p=mgvsin3702分)

解得:v=15m/s1分)

(2)由能量守恒關(guān)系得 mgh =+ Q 2分)

代入數(shù)據(jù)得 Q=37.5J 。(1分)

(3)由電功率定義可知:P=I2·2R 1分)

解得:I=3A

E=BLV1分)

達(dá)到穩(wěn)定時(shí),對(duì)ab棒由平衡條件:mgsin370=BIL1分)

解得: B=0.4T

對(duì)a’b’:垂直軌道方向:FN=mgcos370+BIL1分)

由滑動(dòng)摩擦定律:Ff=μFN

由平衡條件:Ff≥mgsin3701分)

代入已知條件,解得:v≥10m/s1分)

a ' b’固定解除時(shí)ab棒的速度: 10m/s≤v≤15m/s

(說(shuō)明:其它解法只要正確均給分)

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】如圖所示,活塞的質(zhì)量為m,橫截面積為S,氣缸質(zhì)量為4m,氣缸內(nèi)封閉有一定質(zhì)量的理想氣體,在豎直向上的拉力F作用下氣缸豎直懸空靜止,活塞與氣缸底部的間距為L1;當(dāng)將拉力緩慢減小為時(shí),活塞與氣缸底部的拒絕為L2,假設(shè)封閉氣體質(zhì)量不計(jì)且溫度保持不變,不計(jì)活塞與氣缸內(nèi)壁間的摩擦,重力加速度大小為g,求

大氣壓強(qiáng)P0

拉力緩慢減小為零時(shí)活塞與氣缸底部的間距L3;

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】在一次課外活動(dòng)中,某物理興趣小組為了測(cè)量由干電池組合的電源的電動(dòng)勢(shì)(約為3V)和內(nèi)電阻,在實(shí)驗(yàn)室尋找到了下列器材:

電壓表V(量程0~15v;內(nèi)阻約為15kΩ);

電流表A1(量程0~0.6A;內(nèi)阻約為1.0Ω);

電流表A2(量程0~1mA;內(nèi)阻為40Ω);

電阻箱R1(阻值范圍為0~9999Ω);

滑動(dòng)變阻器R2(阻值范圍為0~20Ω;額定電流2A);

導(dǎo)線、開(kāi)關(guān)若干。

(1).因電壓表的量程過(guò)大,測(cè)量不精確,可用電流表改裝。要將電流表改裝成3V量程的電壓表,應(yīng)該選用的電流表是__________(選填A1A2),將其與電阻箱R1__________(選填串聯(lián)或并聯(lián)),此時(shí)電阻箱R1的阻值應(yīng)調(diào)至__________Ω。

(2).為了測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻,請(qǐng)你幫該小組設(shè)計(jì)一個(gè)測(cè)量電路圖,并畫(huà)在答題卷的虛線框內(nèi)_________

(3).閉合開(kāi)關(guān),改變變阻器滑片的位置,測(cè)得多組數(shù)據(jù),畫(huà)出了兩電流表的關(guān)系I2-I1圖象如圖,則電源電動(dòng)勢(shì)E=__________V,電源內(nèi)阻r=__________Ω.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,空間直角坐標(biāo)系Oxy內(nèi)存在勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng),勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向與Oxy平面平行且與y軸負(fù)方向的夾角為,勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E、方向沿y軸負(fù)方向。一質(zhì)子重力不計(jì)從原點(diǎn)0以速度向z軸正方向射出。已知質(zhì)子的電荷量為e,下列關(guān)于質(zhì)子的受力和運(yùn)動(dòng)的描述正確的是

A質(zhì)子在O點(diǎn)受到的合力大小為

B質(zhì)子在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的合力為變力

C質(zhì)子沿Z軸方向的分運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng)

D質(zhì)子不可能做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,在同一豎直平面內(nèi),一輕質(zhì)彈簧下端固定在位置E,上端恰好與水平線CD齊平,靜止在傾角為θ=53°的光滑斜面上.一長(zhǎng)為L=1.8m的輕質(zhì)細(xì)繩一端固定在O點(diǎn)上,另一端系一質(zhì)量為m=1kg量的小球,將細(xì)繩拉至水平,使小球從位置A由靜止釋放,小球到達(dá)最低點(diǎn)B時(shí),細(xì)繩剛好被拉斷.之后小球恰好沿著斜面方向撞上彈簧上端并將彈簧壓縮,最大壓縮量為x=0.5m.,求:

(1)細(xì)繩受到的拉力最大值;

(2)M點(diǎn)到水平線CD的高度h;

(3)彈簧所獲得的最大彈性勢(shì)能

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,質(zhì)量不計(jì)的輕彈簧豎直固定在水平地面上,將一金屬小球從彈簧正上方某一高度處由靜止釋放,小球從落到彈簧上到壓縮彈簧到最低點(diǎn)的過(guò)程中( )

A. 小球的機(jī)械能守恒

B. 小球的機(jī)械能增大

C. 小球的動(dòng)能一直減小

D. 小球與彈簧組成的系統(tǒng)的機(jī)械能守恒

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】在光滑的水平面上,有A、B兩個(gè)小球向右沿同一直線運(yùn)動(dòng),取向右為正方向,兩球的動(dòng)量分別為, ,如圖所示,若兩球發(fā)生正碰,則碰撞前后兩球的動(dòng)量增量可能是

A. ,

B. ,

C.

D. ,

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】20171016日,美國(guó)激光干涉引力波天文臺(tái)等機(jī)構(gòu)聯(lián)合宣布首次發(fā)現(xiàn)雙中子星并合引力波事件,如圖為某雙星系統(tǒng)A、B繞其連線上的O點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的示意圖,若A星的軌道半徑大于B星的軌道半徑,雙星的總質(zhì)量M,雙星間的距離為L,其運(yùn)動(dòng)周期為T,則

A. A的質(zhì)量一定大于B的質(zhì)量

B. A的線速度一定大于B的線速度

C. L一定,M越大,T越大

D. M一定,L越大,T越大

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,光滑斜面PMNQ的傾角為θ,斜面上放有矩形導(dǎo)體線框abcd,其中ab邊的長(zhǎng)度為l1,bc邊的長(zhǎng)度為l2,線框的質(zhì)量為m,電阻為R.有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向垂直于斜面向上,ef為磁場(chǎng)的邊界,且efMN.線框在恒力F作用下從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng),其ab邊始終保持與底邊MN平行,F沿斜面向上且與斜面平行.已知線框剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)做勻速運(yùn)動(dòng),則下列判斷正確的是(  )

A. 線框進(jìn)入磁場(chǎng)前的加速度為

B. 線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度為

C. 線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)有abcda方向的感應(yīng)電流

D. 線框進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中產(chǎn)生的熱量為(Fmgsinθ)l1

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