【題目】如圖甲所示,兩根足夠長、電阻不計的平行金屬導軌相距 L1m,導軌平 面與水平面的夾角θ37°,下端連接阻值 R的電阻;質(zhì)量 m1kg、阻值 r

的勻質(zhì)金屬棒 cd 放在兩導軌上,到導軌最下端的距離 L11m,棒與導軌 垂直并保持良好接觸,與導軌間的動摩擦因數(shù)μ0.9。整個裝置處于與導軌平面 垂直(向上為正的勻強磁場中磁感應強度隨時間變化的情況如圖乙所示。 為最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,已知在 01.0s 內(nèi),金屬棒 cd 保持靜止,取 sin37°0.6,cos37°0.8,g10ms2。

1)求 01.0s 內(nèi)通過金屬棒 cd 的電荷量;

2)求 t1.1s 時刻,金屬棒 cd 所受摩擦力的大小和方向;

31.2s ,對金屬棒 cd 施加一沿斜面向上的拉力 F使金屬棒 cd 沿斜面向上 做加速度大小的勻加速運動,請寫出拉力 F 隨時間 t′(從施加 F 時開 始計時)變化的關系式。

【答案】(1)(2) 方向沿導軌向上(3)

【解析】(1)在01.0s內(nèi),金屬棒cd上產(chǎn)生的感應電動勢為:

E=

其中S=L1×L=1×1=1m;

由閉合電路歐姆定律有:

I=

由于在01.0s內(nèi)回路中電流恒定,故電量q=It

其中t=1s

聯(lián)立解得:q=1C;

(2)若01.1s內(nèi)金屬棒cd保持靜止,則在01.1s內(nèi)回路中的電流不變,t=1.1s時,金屬棒cd所受安培力F′=B1IL=0.2×1×1=0.2N,方向沿導軌向下;

又導軌對金屬棒cd的最大靜摩擦力f’=μmgcos37=0.9×10×0.8=7.2N;

由于mgsin37+F′=6.2N<f′,可知假設成立,金屬棒仍保持靜止

故所求摩擦力為f=mgsin37+F’=6.2N;方向沿導軌向上;

(2)1.2s后金屬棒cd上產(chǎn)生的感應電動勢為E′=B2Lv,其中v=at

金屬棒cd所受安培力的大小為:

F=B2I2L,其中I2=

由牛頓第二定律有:

FmgsinθμmgcosθF=ma

解得:F=15.2+0.16t’(N)

練習冊系列答案
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A.

B.

C.

D.

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A. 某時刻輸入控制電流時, a 為正, b 為負,則鐵芯2 A 端為N極、 B 端為S

B. 某時刻輸入控制電流時, a 為正,b為負,則鐵芯2 A 端為S極、 B 端為N

C. a 、 b 處輸入的是正、負交變電流,鐵芯2不能被吸入線圈

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A. o點處的磁感應強度最大

B. a、b兩點處的磁感應強度大小相等,方向相反

C. cd兩點處的磁感應強度大小相等,方向相同

D. abc、d四點處磁感應強度的大小相等,方向不同

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D.粒子在磁場中運動的周期與交變電壓的周期同步

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A. 經(jīng)過最高點時,三個小球的速度相等

B. 經(jīng)過最高點時甲球的速度最小

C. 甲球的釋放位置比乙球的高

D. 運動過程中三個小球的機械能均保持不變

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為使砝碼桶及桶內(nèi)砝碼的總重力在數(shù)值上近似等于木塊運動時受到的拉力,應滿足的條件是砝碼桶及桶內(nèi)砝碼的總質(zhì)量 木塊和木塊上砝碼的總質(zhì)量(填遠大于,遠小于,或近似于)

甲、乙兩同學在同一實驗室,各取一套圖1的裝置放在水平桌面上,木塊上均不放砝碼,在沒有平衡摩擦力的情況下,研究加速度a與拉力F的關系,分別得到圖2中甲、乙兩條直線.設甲、乙用的木塊質(zhì)量分別為mm.甲、乙用的木塊與木板間的動摩擦因數(shù)分別為μ,μ,由圖象可知,m m;μ μ(填大于、小于等于

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D. 在電路乙中,斷開S,D將變得更亮,然后漸漸變暗

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