(10分)如圖所示,在豎直面內(nèi)有兩平行金屬導(dǎo)軌AB、CD.導(dǎo)軌間距為L(zhǎng),電阻不計(jì).一根電阻不計(jì)的金屬棒ab可在導(dǎo)軌上無(wú)摩擦地滑動(dòng).棒與導(dǎo)軌垂直,并接觸良好.導(dǎo)軌之間有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感強(qiáng)度為B.導(dǎo)軌右邊與電路連接.電路中的三個(gè)定值電阻阻值分別為2R、R和R.在BD間接有一水平放置的電容為C的平行板電容器,板間距離為d.

(1)當(dāng)ab以速度v0勻速向左運(yùn)動(dòng)時(shí),電容器中質(zhì)量為m的帶電微粒恰好靜止.試判斷微粒的帶電性質(zhì)和電容器的電量q
(2)ab棒由靜止開(kāi)始,以恒定的加速度a向左運(yùn)動(dòng).討論電容器中帶電微粒的加速度如何變化.(設(shè)帶電微粒始終未與極板接觸.)
(1)負(fù)電;CBLv0/3;(2)見(jiàn)解析;

試題分析:ab棒勻速向左運(yùn)動(dòng)時(shí),棒中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向?yàn)閍→b,則電容器上板帶正電,下板帶負(fù)電,場(chǎng)強(qiáng)方向向下.∵微粒受力平衡,電場(chǎng)力方向向上,∴微粒帶負(fù)電。
UC=E/3=BLv0/3,q=CUC=CBLv0/3
(2)設(shè)經(jīng)過(guò)時(shí)間t0,微粒受力平衡,則 mg=qUC/d;UC=E/3=BLat/3;
解得,t=3mgd/(BLaq)
當(dāng)t<t0時(shí),根據(jù)牛頓第二定律得:a1=g-BLaqt/(3md),越來(lái)越小,加速度方向向下;
當(dāng)t=t0時(shí),a2=0;
當(dāng)t>t0時(shí),根據(jù)牛頓第二定律得:a3= BLaqt/(3md)-g,越來(lái)越大,加速度方向向上;
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:計(jì)算題

(22分)質(zhì)量為m的飛機(jī)模型,在水平跑道上由靜止勻加速起飛,假定起飛過(guò)程中受到的平均阻力恒為飛機(jī)所受重力的k倍,發(fā)動(dòng)機(jī)牽引力恒為F,離開(kāi)地面起飛時(shí)的速度為v,重力加速度為g。求:

(1)飛機(jī)模型的起飛距離(離開(kāi)地面前的運(yùn)動(dòng)距離)
(2)若飛機(jī)起飛利用電磁彈射技術(shù),將大大縮短起飛距離。圖甲為電磁彈射裝置的原理簡(jiǎn)化示意圖,與飛機(jī)連接的金屬塊(圖中未畫(huà)出)可以沿兩根相互靠近且平行的導(dǎo)軌無(wú)摩擦滑動(dòng)。使用前先給電容為C的大容量電容器充電,彈射飛機(jī)時(shí),電容器釋放儲(chǔ)存電能所產(chǎn)生的強(qiáng)大電流從一根導(dǎo)軌流入,經(jīng)過(guò)金屬塊,再?gòu)牧硪桓鶎?dǎo)軌流出;導(dǎo)軌中的強(qiáng)大電流形成的磁場(chǎng)使金屬塊受磁場(chǎng)力而加速,從而推動(dòng)飛機(jī)起飛。
①在圖乙中畫(huà)出電源向電容器充電過(guò)程中電容器兩極板間電壓u與極板上所帶電荷量q的圖象,在此基礎(chǔ)上求電容器充電電壓為U0時(shí)儲(chǔ)存的電能;
②當(dāng)電容器充電電壓為Um時(shí)彈射上述飛機(jī)模型,在電磁彈射裝置與飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)同時(shí)工作的情況下,可使起飛距離縮短為x。若金屬塊推動(dòng)飛機(jī)所做的功與電容器釋放電能的比值為η,飛機(jī)發(fā)動(dòng)的牽引力F及受到的平均阻力不變。求完成此次彈射后電容器剩余的電能。

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

關(guān)于超重和失重下列哪些說(shuō)法正確的是( 。
A.體操運(yùn)動(dòng)員雙手握住單杠吊在空中不動(dòng)時(shí)運(yùn)動(dòng)員處于失重狀態(tài)
B.蹦床運(yùn)動(dòng)員離開(kāi)蹦床在空中上升和下落過(guò)程中運(yùn)動(dòng)員都處于失重狀態(tài)
C.在沿豎直方向運(yùn)動(dòng)的升降機(jī)中出現(xiàn)失重現(xiàn)象時(shí),升降機(jī)必定處于下降過(guò)程
D.游泳運(yùn)動(dòng)員仰臥在水面靜止不動(dòng)時(shí)運(yùn)動(dòng)員處于失重狀態(tài)

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

如圖示,光滑絕緣水平桌面上有A、B兩個(gè)帶電小球(可以看成點(diǎn)電荷),A球帶電量為+2q,B球帶電量為-q,將它們同時(shí)由靜止開(kāi)始釋放,A球加速度的大小為B球的2倍.現(xiàn)在AB中點(diǎn)固定一個(gè)帶電小球C(也可看作點(diǎn)電荷),再同時(shí)由靜止釋放A、B兩球,釋放瞬間兩球加速度大小相等.則C球帶電量可能為   

A.    B.        C.     D.

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

如圖所示,滑塊B放在斜面體A上,B在水平向右的外力F1,以及沿斜面向下的外力F2共同作用下沿斜面向下運(yùn)動(dòng),此時(shí)A受到地面的摩擦力水平向左。若A始終靜止在水平地面上,則下列說(shuō)法中正確的是
A.同時(shí)撤去F1和F2,B的加速度一定沿斜面向下
B.只撤去F1,在B仍向下運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,A所受地面摩擦力的方向可能向右
C.只撤去F2,在B仍向下運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,A所受地面摩擦力的方向可能向右
D.只撤去F2,在B仍向下運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,A所受地面的摩擦力不變

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

質(zhì)量為1kg的物體在水平方向成37°斜向下的恒定推力F作用下沿粗糙的水平面運(yùn)動(dòng),1s后撤掉推力F,其運(yùn)動(dòng)的v-t圖像如圖所示(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2)下列說(shuō)法正確的是(   )
A.在0~2s內(nèi),合外力一直做正功
B.推力F等于24N
C.在0~3s內(nèi),物體克服摩擦力做功120J
D.在0~2s內(nèi),合外力平均功率為6.25W

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:計(jì)算題

(12分)如圖所示,AB為豎直半圓軌道的豎直直徑,軌道半徑R=0.9m,軌道B端與水平面相切,質(zhì)量m=1kg的光滑小球從水平面以初速度V0向B滑動(dòng),取g=10m/s2。

(1)若V0=6m/s,求小球經(jīng)軌道最低點(diǎn)B瞬間對(duì)軌道的壓力為多少?
(2)若小球剛好能經(jīng)過(guò)A點(diǎn),則小球在A點(diǎn)的速度至少為多大?小球離開(kāi)A點(diǎn)后在水平面的落點(diǎn)與B點(diǎn)的距離為多少?

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:填空題

如圖(a)所示,滑輪質(zhì)量、摩擦均不計(jì),質(zhì)量為2kg的物體在F作用下從靜止開(kāi)始向上做勻加速運(yùn)動(dòng),其速度隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖(b)所示,由此可知(g取10m/s2)在0至4s這段時(shí)間里F做的功的平均功率為       W, 3s末F的瞬時(shí)功率大小為      W。

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

汽車(chē)正在走進(jìn)千家萬(wàn)戶,在給人們的出行帶來(lái)方便的同時(shí)也帶來(lái)了安全隱患.行車(chē)過(guò)程中,如果車(chē)距較近,剎車(chē)不及時(shí),汽車(chē)將發(fā)生碰撞,車(chē)?yán)锏娜丝赡苁艿絺,為了盡可能地減輕碰撞引起的傷害,人們?cè)O(shè)計(jì)了安全帶,假定乘客質(zhì)量為70 kg,汽車(chē)車(chē)速為90 km/h,從踩下剎車(chē)到完全停止需要的時(shí)間為5 s,安全帶對(duì)乘客的作用力大小約為(不計(jì)人與座椅間的摩擦)(   )
A.450 NB.400 NC.350 ND.300 N

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