【題目】如圖所示,質(zhì)量m1=0.1kg,電阻Rl=0.3Ω,長度l=0.4m的導(dǎo)體棒ab橫放在U型金屬框架上.框架質(zhì)量m2=0.2kg,放在絕緣水平面上,與水平面間的動摩擦因數(shù)=0.2,相距0.4mMM’、NN相互平行,電阻不計且足夠長.MN電阻R2=0.1Ω且垂直于MM.整個裝置處于豎直向上的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T的勻強(qiáng)磁場中.垂直于ab施加F=2N的水平恒力,ab從靜止開始無摩擦地運動,始終與MM’、NN保持良好接觸.當(dāng)ab運動到某處時,框架開始運動.設(shè)框架與水平面間的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,g10m/s2.求:

(1)框架開始運動時導(dǎo)體棒ab的加速度a 的大;

(2)框架開始運動時導(dǎo)體棒ab的速度v 的大;

(3)從導(dǎo)體棒ab開始運動到框架開始運動的過程中,MN上產(chǎn)生的熱量Q=0.1J,該過程通過導(dǎo)體棒ab的電量的大。

【答案】(1)(2)6m/s(3)0.55C

【解析】試題分析:(1)采用隔離法,分別研究ab棒和框架,由牛頓第二定律和平衡條件列式,聯(lián)立可解答此題.(2)ab向右做切割磁感線運動,產(chǎn)生感應(yīng)電流,電流流過MN,MN受到向右的安培力,當(dāng)安培力等于最大靜摩擦力時,框架開始運動.根據(jù)安培力、歐姆定律和平衡條件等知識,求出此時ab的速度.(3)依據(jù)能量守恒求出該過程ab位移x的大小,再由電量公式、法拉第電磁感應(yīng)定律和歐姆定律結(jié)合求解電荷量.

(1)ab對框架的壓力

框架受水平面的支持力

由題意可知,最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,則框架受到最大靜摩擦力F為:

框架開始運動時有:,

導(dǎo)體棒的加速度大。

代入數(shù)據(jù)解得:

(2)ab中的感應(yīng)電動勢:

MN中電流

MN受到的安培力為

框架開始運動時,代入數(shù)據(jù)解得,

(3)閉合回路中產(chǎn)生的總熱:,

由能量守恒定律得

代入數(shù)據(jù)解得,

通過導(dǎo)體棒的電量,代入數(shù)據(jù)解得;

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】在水平向右的勻強(qiáng)電場中,有一絕緣直桿固定在豎直平面內(nèi),桿與水平方向夾角為53°,桿上A、B兩點間距為L。將一質(zhì)量為m、帶電量為q的帶正電小球套在桿上,從A點以一定的初速度釋放后恰好沿桿勻速下滑。已知勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小為E= 。求:

(1)軌道與小球間的動摩擦因數(shù)μ

(2)從A點運動到B點過程中,小球電勢能的變化量。

(sin53°=0.8,重力加速度為g

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】小王同學(xué)用如圖(1)所示電路測干電池的電動勢和內(nèi)電阻。多次改變電路的外電阻R,得到如圖(2)所示U-I圖線。

(1)由圖(2)可得干電池的電動勢為_________V,干電池的內(nèi)電阻為_________Ω;

2)現(xiàn)有一小燈泡,其U-I特性曲線如圖(3)所示,當(dāng)通過小燈泡的電流為0.2A時,小燈泡的電阻為______Ω;若將此小燈泡接在上述干電池兩端,小燈泡的實際功率是_______W。

3)做完以上實驗后,小王同學(xué)圖(4)電路進(jìn)行實驗,通過電流傳感器測量不同阻值下的電流,畫出R1/I圖線也可以求得電源的電動勢和內(nèi)電阻。請寫出小王同學(xué)所作圖象的函數(shù)關(guān)系式__________________。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖甲所示,物塊A、B間拴接一個壓縮后被鎖定的彈簧,整個系統(tǒng)靜止放在光滑水平地面上,其中A物塊最初與左側(cè)固定的擋板相接觸,B物塊質(zhì)量為2kg,F(xiàn)解除對彈簧的鎖定,在A離開擋板后,B物塊的vt圖如圖乙所示,則可知

A. A的質(zhì)量為4kg

B. 運動過程中A的最大速度為vm=4m/s

C. A離開擋板前,系統(tǒng)動量守恒、機(jī)械能守恒

D. A離開擋板后彈簧的最大彈性勢能為3J

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】一個含有理想變壓器的電路如圖所示,其中R1、R3、R4為定值電阻,R2為滑動變阻器,電表為理想電表,u為正弦交流電源,輸出電壓有效值恒定,當(dāng)滑片P從左向右滑動的過程中,下列說法正確的是

A. 電壓表示數(shù)變大

B. 電容器C所帶電荷量始終不變

C. 電流表示數(shù)減小

D. 理想變壓器輸出功率增大

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,一足夠大的傾角θ30°的粗糙斜面上有一個粗細(xì)均勻的由同種材料制成的金屬線框abcd,線框的質(zhì)量m=0.6kg,其電阻值R1.0Ω,ab邊長L1=1m,bc邊長L22m,與斜面之間的動摩擦因數(shù)。斜面以EF為界,EF上側(cè)有垂直于斜面向上的勻強(qiáng)磁場。一質(zhì)量為M的物體用絕緣細(xì)線跨過光滑定滑輪與線框相連,連接線框的細(xì)線與斜面平行且線最初處于松弛狀態(tài),F(xiàn)先釋放線框再釋放物體,當(dāng)cd邊離開磁場時線框即以v=2m/s的速度勻速下滑,在ab邊運動到EF位置時,細(xì)線恰好被拉直繃緊(時間極短),隨即物體和線框一起勻速運動t=1s后開始做勻加速運動。取g10m/s2,求:

1)勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B;

2)細(xì)繩繃緊前,M下降的高度H;

3)系統(tǒng)在線框cd邊離開磁場至重新進(jìn)入磁場過程中損失的機(jī)械能。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】磅秤上站著一個重為500N的人,并放著一個重40N的重物,則磅秤的讀數(shù)為________N。當(dāng)人用20N的力豎直向上提重物時,則磅秤的讀數(shù)為___________N。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示的xoy坐標(biāo)系中,y軸右側(cè)空間存在范圍足夠大的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向垂直于xoy平面向里.P點的坐標(biāo)為(-6L,0),Q1、Q2兩點的坐標(biāo)分別為(0,3L),(0,-3L).坐標(biāo)為(-L,0)處的C點固定一平行于y軸放置一足夠長的絕緣彈性擋板,帶電粒子與彈性絕緣擋板碰撞前后,沿y方向分速度不變,沿x方向分速度反向,大小不變.帶負(fù)電的粒子質(zhì)量為m,電量為q,不計粒子所受重力.若粒子在P點沿PQ1方向進(jìn)入磁場,經(jīng)磁場運動后,求:

(1)只與擋板碰撞一次并能回到P點的粒子初速度大;

(2)粒子能否經(jīng)過坐標(biāo)原點0之后再回到P點;

(3)只與擋板碰撞三次并能回到P點的粒子初速度大小以及這種情況下?lián)醢宓拈L度至少為多少.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,有一對平行金屬板,板間加有恒定電壓;兩板間有勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0,方向垂直于紙面向里。金屬板右下方以MN、PQ為上、下邊界,MP為左邊界的區(qū)域內(nèi),存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場,磁場寬度為d,MN與下極板等高,MP與金屬板右端在同一豎直線上。一電荷量為q、質(zhì)量為m的正離子,以初速度v0沿平行于金屬板面、垂直于板間磁場的方向從A點射入金屬板間,不計離子的重力。

(1)已知離子恰好做勻速直線運動,求金屬板間電場強(qiáng)度的大;

(2)若撤去板間磁場B0,已知離子恰好從下極板的右側(cè)邊緣射出電場,方向與水平方向成30°角,求A點離下極板的高度;

(3)(2)的情形中,為了使離子進(jìn)入磁場運動后從邊界MPP點射出,磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B應(yīng)為多大?

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