【題目】如圖所示,一個(gè)半徑為r=0.4m的圓形金屬導(dǎo)軌固定在水平面上,根長(zhǎng)為r的金屬棒aba端位于圓心,端與導(dǎo)軌接觸良好。從a端和圓形金屬導(dǎo)軌分別引出兩條導(dǎo)線與傾角為θ=37°、間距為l=0.5m的平行金屬導(dǎo)軌相連質(zhì)量m=0.1kg、電阻R=1Ω的金屬棒cd垂直導(dǎo)軌放置在平行導(dǎo)軌上,并與導(dǎo)軌接觸良好,且棒cd與兩導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.5。導(dǎo)軌間另一支路上有一規(guī)格為“2.5 0.3A”的小燈泡L和一阻值范圍為0~10Ω的滑動(dòng)變阻器R0。整個(gè)裝置置于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=1T。金屬棒ab、圓形金屬導(dǎo)軌、平行導(dǎo)軌及導(dǎo)線的電阻不計(jì),從上往下看金屬棒ab做逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),角速度大小為ω。假設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,已知sin37°=0.6,cos37°=0.8。

(1)當(dāng)ω=40rad/s時(shí),求金屬棒ab中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E1,并指出哪端電勢(shì)較高;

(2)在小燈泡正常發(fā)光的情況下,求ω與滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值R0間的關(guān)系;(已知通小燈泡的電流與金屬棒cd是否滑動(dòng)無關(guān));

(3)在金屬棒cd不發(fā)生滑動(dòng)的情況下,要使小燈泡能正常發(fā)光,求ω的取值范圍。

【答案】(1),b端電勢(shì)較高(2)(3)

【解析】

(1)由法拉第電磁感應(yīng)定律可得,b端電勢(shì)較高;

(2)由并聯(lián)電路的特點(diǎn)可知,當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時(shí),有,

代入數(shù)據(jù)可得;

(3)由于,所以當(dāng)棒cd中無電流時(shí),其無法靜止;

(i)當(dāng)較小,棒cd恰要向下滑動(dòng)時(shí),對(duì)其進(jìn)行受力分析,受力示意圖如圖甲所示:

X軸有:;y軸有,且;

cd所受安培力,

通過棒cd的電流;

聯(lián)立解得;

(ii)當(dāng)較大,棒cd恰要向上滑動(dòng)時(shí),對(duì)其受力分析,受力示意圖如圖乙所示

同理可得;

所以要使棒cd靜止,;

由(2)中結(jié)果可知;

因?yàn)?/span>,即

解得小燈泡正常發(fā)光時(shí)

綜上所述

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】兩個(gè)可以自由移動(dòng)的點(diǎn)電荷分別放在A、B兩處,如圖1所示,A處電荷帶正電Q1,B處電荷帶負(fù)電Q2,且Q2 = 4Q1,另取一個(gè)可以自由移動(dòng)的點(diǎn)電荷Q3,放在AB直線上,欲使整個(gè)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài),則(

A.Q3為正電荷,且放于A左方

B.Q3為負(fù)電荷,且放于B右方

C.Q3為負(fù)電荷,且放于AB之間

D.Q3為正電荷,且放于B右方

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】導(dǎo)線中帶電粒子的定向運(yùn)動(dòng)形成了電流。帶電粒子定向動(dòng)時(shí)所受洛倫茲力的矢量和,在宏觀上表現(xiàn)為導(dǎo)線所受的安培力。如圖所示,設(shè)導(dǎo)線cb中每個(gè)帶正電粒子定向運(yùn)動(dòng)的速度都是v,單位體積的粒子數(shù)為n,粒子的電荷量為q,導(dǎo)線的橫截面積為S,磁感應(yīng)強(qiáng)皮大小為B、方向垂直紙面向里,則下列說法正確的是

A. 題中導(dǎo)線受到的安培力的方向可用安培定則判斷

B. 由題目已知條件可以算得通過導(dǎo)線的電流為I=nqvS

C. 每個(gè)粒子所受的洛倫茲力為F=qvB,通電導(dǎo)線所受的安培力為F=nqvb

D. 改變適當(dāng)?shù)臈l件,有可能使圖中帶電粒子受到的洛倫茲力方向反向而導(dǎo)線受到的安培力方向保持不變

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作時(shí)使用________(選填交流直流”)電源,當(dāng)電源的頻率是50 Hz時(shí),每隔________s打一次點(diǎn).下圖是某同學(xué)拖著紙帶運(yùn)動(dòng)打出的一條紙帶,圖中直尺的單位為cm,點(diǎn)O為紙帶上記錄到的第一點(diǎn),點(diǎn)A、B、C、D……依次表示點(diǎn)O以后連續(xù)的各點(diǎn)。則紙帶在OE段運(yùn)動(dòng)的平均速度為_____________m/s(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示的示波管,當(dāng)兩偏轉(zhuǎn)電極XX′、YY′電壓為零時(shí),電子槍發(fā)射的電子經(jīng)加速電場(chǎng)加速后會(huì)打在熒光屏上的正中間(圖示坐標(biāo)系的O點(diǎn),其中x軸與XX′電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)方向重合,x軸正方向垂直于紙面向里,y軸與YY′電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)方向重合,y軸正方向豎直向上),若要電子打在圖示坐標(biāo)系的第象限,則(

A.X、Y極接電源的正極,X′、Y′接負(fù)極

B.X、Y′極接電源的正極,X′、Y接負(fù)極

C.X′、Y極接電源的正極,X、Y′接負(fù)極

D.X′、Y′極接電源的正極,X、Y接負(fù)極

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】氣象研究小組用圖示簡(jiǎn)易裝置測(cè)定水平風(fēng)速。在水平地面上豎直固定一直桿,半徑為R、質(zhì)量為m的薄空心塑料球用細(xì)線懸于桿頂端O,當(dāng)水平風(fēng)吹來時(shí),球在風(fēng)力的作用下飄起來。已知風(fēng)力大小正比于風(fēng)速和球正對(duì)風(fēng)的截面積,當(dāng)風(fēng)速V0=3m/s時(shí),測(cè)得球平衡時(shí)細(xì)線與豎直方向的夾角θ=30°,則( )

A. 若測(cè)得θ=60°時(shí),風(fēng)速v=6m/s

B. 若風(fēng)速增大到某一值時(shí),θ可能等于90°

C. 若風(fēng)速不變,換用半徑變大、質(zhì)量相同的球,則θ不變

D. 若風(fēng)速不變,換用半徑相等、質(zhì)量變大的球,則θ減小

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】兩個(gè)共軸的半圓柱形電極間的縫隙中,存在一沿半徑方向的電場(chǎng),如圖所示.帶正電的粒子流由電場(chǎng)區(qū)域的一端M射人電場(chǎng),沿圖中所示的半圓形軌道通過電場(chǎng)并從另一端N射出,由此可知 ( )

A. 若入射粒子的電荷量相等,則出射粒子的質(zhì)量一定相等

B. 若入射粒子的電荷量相等,則出射粒子的動(dòng)能一定相等

C. 若入射粒子的電荷量與質(zhì)量之比相等,則出射粒子的速率一定相等

D. 若入射粒子的電荷量與質(zhì)量之比相等,則出射粒子的動(dòng)能一定相等

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,傾斜固定直桿與水平方向成60°角,直桿上套有一個(gè)圓環(huán),圓環(huán)通過一根細(xì)線與一只小球相連接.當(dāng)圓環(huán)沿直桿下滑時(shí),小球與圓環(huán)保持相對(duì)靜止,細(xì)線伸直,且與豎直方向成30°角.下列說法中正確的是(

A.圓環(huán)不一定加速下滑

B.圓環(huán)可能勻速下滑

C.圓環(huán)與桿之間一定沒有摩擦

D.圓環(huán)與桿之間一定存在摩擦

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】物體以12m/s的速度沖上一個(gè)足夠長(zhǎng)的斜坡,當(dāng)它再次返回坡底的時(shí)候速度的大小為8m/s,設(shè)上行和下滑階段物體均做勻變速直線運(yùn)動(dòng),則(

A. 物體在上行和下滑階段運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之比為2:3

B. 物體在上行和下滑階段運(yùn)動(dòng)的位移大小之比為3:2

C. 物體在上行和下滑階段運(yùn)動(dòng)的平均速度之比為3:2

D. 物體在上行和下滑階段運(yùn)動(dòng)的加速度之比為9:4

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