【題目】如圖所示,“×”型光滑金屬導(dǎo)軌abcd固定在絕緣水平面上,abcd足夠長,∠aOc=60°。虛線MN與∠bOd的平分線垂直,O點(diǎn)到MN的距離為LMN左側(cè)是磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場。一輕彈簧右端固定,其軸線與∠bOd的平分線重合,自然伸長時(shí)左端恰在O點(diǎn)。一質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒ef平行于MN置于導(dǎo)軌上,導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好。某時(shí)刻使導(dǎo)體棒從MN的右側(cè)處由靜止開始釋放,導(dǎo)體在被壓縮彈簧的作用下向左運(yùn)動(dòng),當(dāng)導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)時(shí)彈簧與導(dǎo)體棒分離。導(dǎo)體棒由MN運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)的過程中做勻速直線運(yùn)動(dòng)。導(dǎo)體棒始終與MN平行。已知導(dǎo)體棒與彈簧彼此絕緣,導(dǎo)軌單位長度的電阻為r(導(dǎo)體棒電阻不計(jì))。彈簧被壓縮后所獲得的彈性勢能可用公式計(jì)算,k為彈簧的勁度系數(shù)(且為未知量),x為彈簧的形變量。

(1)導(dǎo)體棒在磁場中做勻速直線運(yùn)動(dòng)的過程中,求感應(yīng)電流的大小和速度v0的大;

(2)求導(dǎo)體棒最終靜止時(shí)的位置距O點(diǎn)的距離。

【答案】(1),(2)

【解析】試題分析:(1)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律求解感應(yīng)電動(dòng)勢,根據(jù)閉合電路的歐姆定律求解回路中的感應(yīng)電流強(qiáng)度;導(dǎo)體棒和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒,根據(jù)機(jī)械能守恒定律列方程;再以導(dǎo)體棒為研究對(duì)象,根據(jù)牛頓第二定律列方程,聯(lián)立求解;(2)導(dǎo)體棒過O點(diǎn)后與彈簧脫離,根據(jù)動(dòng)量定理和微元法求解導(dǎo)體棒最終靜止的位置距O點(diǎn)的距離.

(1)釋放導(dǎo)體棒后,在未進(jìn)入磁場的過程中,導(dǎo)體棒和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒,則有:

勻速進(jìn)入磁場后,根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得:,此時(shí)回路的電阻為:,則感應(yīng)電流

設(shè)桿到O點(diǎn)的距離為x,根據(jù)平衡條件得:

聯(lián)立解得:,

(2)從O向左到靜止的距離為,由動(dòng)量定理得:

由微元法得:

聯(lián)立得:

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】20131211日,嫦娥三號(hào)從距月面高度為100 km的環(huán)月圓軌道Ⅰ上的P點(diǎn)實(shí)施變軌,進(jìn)入近月點(diǎn)為15 km的橢圓軌道Ⅱ,由近月點(diǎn)Q成功落月,如圖所示.關(guān)于嫦娥三號(hào),下列說法正確的是(  )

A. 沿軌道Ⅱ運(yùn)行的周期大于沿軌道Ⅰ運(yùn)行的周期

B. 沿軌道Ⅰ運(yùn)動(dòng)至P時(shí),需制動(dòng)減速才能進(jìn)入軌道Ⅱ

C. 沿軌道Ⅱ運(yùn)行時(shí),在P點(diǎn)的加速度大于在Q點(diǎn)的加速度

D. 在軌道Ⅱ上由P點(diǎn)運(yùn)行到Q點(diǎn)的過程中,萬有引力對(duì)其做負(fù)功

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【題目】如圖為學(xué)校配電房向各個(gè)教室的供電示意圖,T為理想變壓器, V1、A1為監(jiān)控市電供電端的電壓表和電流表,V2、A2為監(jiān)控校內(nèi)變壓器的輸出電壓表和電流表,R1、R2為教室的負(fù)載電阻,V3、A3為教室內(nèi)的監(jiān)控電壓表和電流表,配電房和教室間有相當(dāng)長的一段距離,則當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí)( )

A. 電流表A1、A2A3的示數(shù)都變大

B. 只有電流表A1的示數(shù)變大

C. 電壓表V3的示數(shù)變小

D. 電壓表V2V3的示數(shù)都變小

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某型號(hào)的艦載飛機(jī)在航空母艦的跑道上加速時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的最大加速度為a=5m/s2,所需的起飛速度為v=50m/s,跑道長x=100m。試通過計(jì)算判斷,飛機(jī)能否靠自身的發(fā)動(dòng)機(jī)從艦上起飛?為了使飛機(jī)在開始滑行時(shí)就有一定的初速度,航空母艦裝有彈射裝置。對(duì)于該型號(hào)的艦載機(jī),彈射系統(tǒng)必須使它具有多大的初速度v0

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某探究實(shí)驗(yàn)小組在實(shí)驗(yàn)室運(yùn)用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置,驗(yàn)證非平衡狀態(tài)下力的平行四邊形定則,實(shí)驗(yàn)操作如下:

(1)將三個(gè)力傳感器固定在一個(gè)豎直放置的平板上,調(diào)整位置,讓A、B、C三個(gè)傳感器的支架方向與豎直方向的夾角分別為00、600、300,然后將三個(gè)傳感器調(diào)零。

(2)將兩個(gè)完全相同的小球置于傳感器ABC的上端,穩(wěn)定后啟動(dòng)傳感器,用力將平板豎直向上提起,保持兩小球不脫離支架,傳感器將記錄一系列相同時(shí)刻的力。

(3)下列說法中正確的是______

A.傳感器A的示數(shù)即為該時(shí)刻小球所受的合外力

B.傳感器A的示數(shù)等于該時(shí)刻小球所受的支持力

C.相同時(shí)刻甲球所受的合外力大于乙球所受合外力

D.相同時(shí)刻甲球所受的合外力等于乙球所受合外力

(4)傳感器某時(shí)刻的數(shù)據(jù)為,,,請(qǐng)選擇合適的標(biāo)度,在方格中畫出、的圖示,運(yùn)用平行四邊形定求的合力。_______

(5)經(jīng)過比較,得出結(jié)論在非平衡狀態(tài)下力的合成與分解_____(填符合不符合)平行四邊形定則。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】小球A從離地面20 m高處做自由落體運(yùn)動(dòng),小球B從A下方的地面上以20 m/s的初速度做豎直上拋運(yùn)動(dòng)。兩球同時(shí)開始運(yùn)動(dòng),在空中相遇,g取10 m/s2,則下列說法正確的是(球落地后不反彈)( )

A. 兩球相遇時(shí)速率都是10 m/s

B. 兩球相遇位置離地面10 m高

C. 開始運(yùn)動(dòng)1 s后兩球相遇

D. 兩球在空中相遇兩次

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,一細(xì)繩跨過一輕質(zhì)定滑輪(不計(jì)細(xì)繩和滑輪質(zhì)量,不計(jì)滑輪與軸之間摩擦),繩的一端懸掛一質(zhì)量為m的物體A,另一端懸掛一質(zhì)量為MM>m)的物體B,此時(shí)A物體加速度為a1.如果用力F代替物體B,使物體A產(chǎn)生的加速度為a2,那么

A. 如果al= a2,則F< Mg

B. 如果F=Mg,則al<a2

C. 如果al =a2,則F=Mg

D. 如果,則a1=a2

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】物體從傾角為θ1的固定斜面1由靜止開始下滑,然后滑上傾角為θ2的固定斜面2并停在2上,θ1θ2.兩斜面平滑連接,物體與兩斜面的動(dòng)摩擦因數(shù)相同.下列說法正確的是(  )

A. 物體沿斜面下滑的時(shí)間小于沿斜面上滑的時(shí)間

B. 下滑的加速度比上滑的加速度大

C. 下滑過程中重力做的功等于上滑過程克服重力做的功

D. 下滑過程克服摩擦力做的功比上滑過程克服摩擦力做的功多

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某學(xué)生用如圖甲所示的裝置驗(yàn)證力的平行四邊形定則用一木板(貼有坐標(biāo)紙)豎直放在鐵架臺(tái)簧所在平面后,其部分實(shí)驗(yàn)操作如下,請(qǐng)完成下列相關(guān)內(nèi)容:

如圖乙,在木板上記下懸掛兩個(gè)鉤碼時(shí)彈簧末端的位置;卸下鉤碼然后將兩繩套系在彈簧下端,用兩彈簧秤將彈簧末端拉到同一位置,記錄細(xì)繩套、的方向及兩彈簧秤相應(yīng)的讀數(shù).圖乙中彈簧秤的讀數(shù)為__________.(彈簧秤單位: )

該同學(xué)在坐標(biāo)紙上畫出了兩彈簧秤拉力、的大小和方向,以及由鉤碼的重量畫出鉤碼對(duì)彈簧的拉力的大小和方向,如圖丙所示,請(qǐng)?jiān)趫D丙中作出、的合力觀察比較_______________,得出結(jié)論.

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