【題目】如圖所示兩根足夠長的平行金屬導(dǎo)軌固定在傾角θ30°的斜面上,其電阻不計,間距為0.4 m.導(dǎo)軌所在空間被分成區(qū)域兩區(qū)域的邊界為MN,區(qū)域中的勻強磁場B的方向分別垂直斜面向下和垂直斜面向上,磁感應(yīng)強度大小均為0.5 T.將質(zhì)量為0.1 kg、電阻為0.1 Ω的導(dǎo)體棒ab放在導(dǎo)軌上的區(qū)域,ab剛好不下滑.再在區(qū)域中將質(zhì)量為0.4 kg、電阻為0.1 Ω的光滑導(dǎo)體棒cd從導(dǎo)軌上由靜止開始下滑.cd棒始終處于區(qū)域,兩棒與導(dǎo)軌垂直且與導(dǎo)軌接觸良好,g10 m/s2.

(1) ab棒所受最大靜摩擦力,并判斷cd棒下滑時ab棒中電流的方向;

(2) ab棒剛要向上滑動時cd棒的速度大小v;

(3) 若從cd棒開始下滑到ab棒剛要向上滑動的過程中,裝置中產(chǎn)生的總熱量為2.6 J,求此過程中cd棒下滑的距離x.

【答案】(1) 0.5 N 電流方向由a流向b (2) 5m/ s(3) 3.8 m

【解析】(1) ab剛好不下滑時,ab所受摩擦力為最大靜摩擦力

fmaxm1gsinθ

fmax0.5 N

由右手定則可知此時ab中電流方向由a流向b.

(2) 設(shè)ab剛好要上滑時,cd棒的感應(yīng)電動勢為E,由法拉第電磁感應(yīng)定律有

EBlv

設(shè)電路中的感應(yīng)電流為I,由閉合電路歐姆定律有

I

設(shè)ab所受安培力為F,有FBIl

此時ab受到的最大靜摩擦力方向沿斜面向下,

由平衡條件有Fm1gsinθfmax

代入數(shù)據(jù)解得v5m/s.

(3) 設(shè)cd棒的運動過程中電路中產(chǎn)生的總熱量為Q,由能量守恒有

m2gxsinθQm2v2

解得x3.8 m

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】描繪小燈泡的伏安特性曲線的實驗中,某同學(xué)連接了如圖(a)所示的實物電路圖。閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)燈泡不亮,電流表的示數(shù)為零;

①他借助多用電表檢查小燈泡。先斷開開關(guān),把多用電表的選擇開關(guān)旋到“×1Ω”擋,再進(jìn)行_______調(diào)零;又將紅、黑表筆分別接觸①、②接線柱,多用電表的表盤指針恰好指在的刻度上,說明小燈泡正常。

②他將多用電表選擇開關(guān)旋于某直流電壓檔,將紅、黑表筆分別接觸②、③接線柱;閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)電壓表的示數(shù)約等于電源電動勢,說明②③接線柱間的導(dǎo)線出現(xiàn)了______(選填斷路短路)。

③故障排除后,為了使電流表的示數(shù)從零開始,要在_______接線柱間(選填、、)再連接一根導(dǎo)線,并在閉合開關(guān)前把滑動變阻器的滑片置于最_______端(選填)。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】真空中有一半徑為r0的帶電金屬球殼,通過其球心的一直線上各點的電勢分布如圖r表示該直線上某點到球心的距離, 分別是該直線上A、B兩點離球心的距離,下列說法中正確的有( )

A. 該金屬球殼可能帶負(fù)電

B. A點的電場強度方向由A指向B

C. A點的電場強度大于B點的電場強度

D. 負(fù)電荷沿直線從A移到B的過程中,電場力做正功

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,在處于MN點的點電荷Q產(chǎn)生的電場中,虛線AB是一個電子只在電場力作用下的運動軌跡.設(shè)電子在AB兩點的加速度大小分別為aA、aB電勢能分別為EpA、EpB.則下列說法正確的是(  )

A. 電子一定由AB運動

B. B處的電勢可能高于點A處的電勢

C. 無論Q為正電荷還是負(fù)電荷,一定有aA<aB

D. 無論Q為正電荷還是負(fù)電荷,一定有EpA<EpB

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示是霍爾元件的工作原理示意圖,磁場垂直于霍爾元件的工作面向上,通入圖示方向的電流I,C、D兩側(cè)面間會產(chǎn)生電勢差,下列說法中正確的是

A. 電勢差的大小僅與磁感應(yīng)強度有關(guān)

B. 若霍爾元件的載流子是正電荷,則電勢φC<φD

C. 僅增大電流I時,電勢差變大

D. 在測定地球赤道上方的地磁場強弱時,元件的工作面應(yīng)保持水平

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】每年夏季,我國多地會出現(xiàn)日暈現(xiàn)象。日暈是當(dāng)日光通過卷層云時,受到冰晶的折射或反射形成的。圖甲所示為一束太陽光射到六角形冰晶時的光路圖,a、b為其折射出的光線中的兩種單色光。下列說法正確的是

A. 在冰晶中,b光的傳播速度小

B. 通過同一裝置發(fā)生雙縫干涉,b光的相鄰條紋間距大

C. 從同種玻璃射入空氣發(fā)生全反射時,a光的臨界角小

D. 照射同一光電管時,a光使其逸出的光電子最大初動能大

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在電磁學(xué)發(fā)展過程中,許多科學(xué)家做出了貢獻(xiàn),下列說法符合史實的是:

A. 安培發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng),總結(jié)出直線電流、圓環(huán)電流和通電螺線管的磁場方向與電流方向之間的關(guān)系

B. 庫侖發(fā)現(xiàn)了點電荷之間的相互作用規(guī)律,并測出靜電引力常量為k=9×109N·m/C

C. 法拉第經(jīng)過十余年的研究,總結(jié)出電磁感應(yīng)規(guī)律可以用公式會來表示

D. 法拉第提出了場的概念,認(rèn)為電、磁作用都是通過場來傳遞的

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖甲所示,線圈abcd的面積是0.02m,共100匝,線圈電阻為r=12Ω,勻強磁場的磁感應(yīng)強度B=T,線圈以300r/min 的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動。將甲圖中線圈的兩端分別與乙圖最左端的接線柱相連(圖中未連接),向右邊的電路進(jìn)行供電。變壓器為理想變壓器,電流表和電壓表均為理想交流電表, 為最大值=8Ω的滑動變阻器, 的定值電阻,S為單刀雙擲開關(guān)。求:

(1)若從線圈從圖示位置開始記時,寫出線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的瞬時值表達(dá)式?

(2)當(dāng)Sa相連時,上下移動的滑動觸頭, 所消耗的最大功率為多少?

(3)當(dāng)Sb相連時,為使所消耗的功率最大,理想變壓器的匝數(shù)比?

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示在邊長為L的等邊三角形OAB區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強磁場。在紙面內(nèi)從O點向磁場區(qū)域AOB各個方向瞬時射入質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的粒子,所有粒子的速率均為v, 已知沿OB方向射入的粒子從AB邊的中點C射出,不計粒子之間的相互作用和重力的影響,已知sin35°≈0.577, 。求:

(1)勻強磁場的磁感應(yīng)強度的大;

(2)帶電粒子在磁場中運動的最長時間;

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