【題目】間距 l=0.20m 的兩平行光滑金屬導(dǎo)軌由水平部分和傾斜部分平滑連接而成。垂直于水平導(dǎo)軌放置一質(zhì)量 m=0.01kg、阻值 R=0.10Ω 的導(dǎo)體棒 ab,位于坐標(biāo) x0=0.30m 處,如圖所示。水平導(dǎo)軌處于 B=0.50T、方向垂直導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)左邊界位于坐標(biāo) x=0 處,右邊 界位于 x= x1 處,x1足夠大,導(dǎo)體棒出磁場(chǎng)右邊界前已達(dá)到穩(wěn)定速度。在傾斜導(dǎo)軌高 h=0.2m 處垂直 于導(dǎo)軌靜止放置與導(dǎo)體棒 ab 相同的導(dǎo)體棒 cd。導(dǎo)體棒在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終垂直于導(dǎo)軌,不計(jì)導(dǎo)軌電阻,忽略磁場(chǎng)邊界效應(yīng)。求

(1)棒 cd 恰好進(jìn)入磁場(chǎng)左邊界時(shí)的速度大;

(2)棒 cd 和棒 ab 在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最終速度;

(3)cd 棒從進(jìn)入到離開(kāi)磁場(chǎng)的過(guò)程中,安培力對(duì)系統(tǒng)做的總功。

【答案】(1) (2) (3)

【解析】

根據(jù)動(dòng)能定理即可請(qǐng)求出棒 cd 恰好進(jìn)入磁場(chǎng)左邊界時(shí)的速度大。挥蓜(dòng)量守恒求出棒 cd 和棒 ab 在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最終速度;根據(jù)電量表達(dá)式和動(dòng)量定理即可求出cd 棒的速度,根據(jù)能量守恒可得安培力對(duì)系統(tǒng)做的總功。

(1)根據(jù)動(dòng)能定理:

解得:

(2)由動(dòng)量守恒有mv0=2mv

解得:

(3)設(shè)兩棒達(dá)到相同速度時(shí)間距為x,則有

聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)解得

對(duì)cd棒,,出磁場(chǎng)時(shí),有

聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)解得

根據(jù)能量守恒可得:

代入數(shù)據(jù)解得

練習(xí)冊(cè)系列答案
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,水平地面上一輛汽車(chē)正通過(guò)一根跨過(guò)定滑輪不可伸長(zhǎng)的繩子提升豎井中的重物,不計(jì)繩重及滑輪的摩擦,在汽車(chē)向右以V0勻速前進(jìn)的過(guò)程中,以下說(shuō)法中正確的是( 。

A. 當(dāng)繩與水平方向成θ角時(shí),重物上升的速度為

B. 當(dāng)繩與水平方向成θ角時(shí),重物上升的速度為

C. 汽車(chē)的輸出功率將保持恒定

D. 被提起重物的動(dòng)能不斷增大

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,質(zhì)量相同的A、B兩小球用輕質(zhì)細(xì)線懸掛在同一點(diǎn)O,在同一水平面上做勻速周運(yùn)動(dòng)則下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是  

A. A的角速度一定比B的角速度大

B. A的線速度一定比B的線速度大

C. A的加速度一定比B的加速度大

D. A所受細(xì)線的拉力一定比B所受的細(xì)線的拉力大

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】質(zhì)量m=5000kg的汽車(chē)以v=10m/s速率分別駛過(guò)一座半徑均為R=100m的凸形和凹形形橋的中央, 試求:

1在凸、凹形橋的中央,汽車(chē)對(duì)橋面的壓力;

2若汽車(chē)在通過(guò)凸形橋頂端時(shí)對(duì)橋面的壓力恰好為零,然后保持此速率通過(guò)凹形橋的中央時(shí)對(duì)橋面的壓力是多大?

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,有兩根足夠長(zhǎng)、不計(jì)電阻,相距L的平行光滑金屬導(dǎo)軌cdef與水平面成θ角固定放置,底端接一阻值為R的電阻,在軌道平面內(nèi)有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),方向垂直軌道平面斜向上,F(xiàn)有一平行于ce、垂直于導(dǎo)軌、質(zhì)量為m、電阻為r的金屬桿ab,在沿軌道平面向上的恒定拉力F作用下,從底端ce由靜止沿導(dǎo)軌向上運(yùn)動(dòng),當(dāng)ab桿速度達(dá)到穩(wěn)定后,撤去拉力F,最后ab桿又沿軌道勻速回到ce端。已知ab桿向上和向下運(yùn)動(dòng)的最大速度相等。求:拉力F和桿ab最后回到ce端的速度v

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】在平直公路上行駛的a車(chē)和b車(chē),其位移時(shí)間(xt)圖像分別為圖中直線a和曲線b,已知b車(chē)的加速度恒定且等于-1 m/s2,t=3 s時(shí),直線a和曲線b剛好相切,則(  )

A. a車(chē)做勻速運(yùn)動(dòng)且其速度為m/s

B. b車(chē)的初速度為0

C. t=0時(shí)a車(chē)和b車(chē)的距離為4.5 m

D. t=3 s時(shí)a車(chē)和b車(chē)相遇,但此時(shí)速度不等

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,質(zhì)量為m的小球用兩細(xì)線懸掛于A、B兩點(diǎn),小球可視為質(zhì)點(diǎn),水平細(xì)線OA長(zhǎng),傾斜細(xì)線OB長(zhǎng)為,與豎直方向夾角為,現(xiàn)兩細(xì)線均繃緊,小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中不計(jì)空氣阻力,重力加多少為g,下列論述中不正確的是

A. 在剪斷OA現(xiàn)瞬間,小球加速度大小為

B. 剪斷OA線后,小球?qū)?lái)回?cái)[動(dòng),小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)正下方時(shí)細(xì)線拉力大小為

C. 剪斷OB線瞬間,小球加速度大小為

D. 剪斷OB線后,小球從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)至A點(diǎn)正下方過(guò)程中,重力功率最大值為

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,物體A放置在固定斜面上,一平行斜面向上的力F作用于物體A上。在力F變大的過(guò)程中,A始終保持靜止,則以下說(shuō)法中正確的是( )

A. 物體A受到的合力變大

B. 物體A受到的支持力不變

C. 物體A受到的摩擦力變大

D. 物體A受到的摩擦力變小

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示為一水平絕緣盤(pán),盤(pán)邊緣均勻地固定著帶負(fù)電的電荷,從上向下看,盤(pán)面沿逆時(shí)針?lè)较騽蛩俎D(zhuǎn)動(dòng),則對(duì)該過(guò)程中形成的電流的理解正確的是 (   )

A. 如果僅將盤(pán)邊緣固定的總電荷量加倍,則其形成的電流也加倍

B. 如果僅將盤(pán)面轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度加倍,則其形成的電流也加倍

C. 如果僅增大盤(pán)的半徑,則其形成的電流也增大

D. 如果僅增大盤(pán)的半徑,則其形成的電流減小

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