如圖13甲所示,一個(gè)足夠長(zhǎng)的“U”形金屬導(dǎo)軌NMPQ固定在水平面內(nèi),MN、PQ兩導(dǎo)軌間的距離為L=0.50 m.一根質(zhì)量為m=0.50 kg的均勻金屬導(dǎo)體棒ab靜止在導(dǎo)軌上且與導(dǎo)軌接觸良好,abMP恰好圍成一個(gè)正方形.該軌道平面處在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小可以調(diào)節(jié)的豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中.ab棒的電阻為R=0.10 Ω,其他各部分電阻均不計(jì).開(kāi)始時(shí),磁感應(yīng)強(qiáng)度B0=0.50 T.
圖13
(1)若保持磁感應(yīng)強(qiáng)度B0的大小不變,從t=0時(shí)刻開(kāi)始,給ab棒施加一個(gè)水平向右的拉力,使它做勻加速直線運(yùn)動(dòng).此拉力T的大小隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖13乙所示.求ab棒做勻加速運(yùn)動(dòng)的加速度及ab棒與導(dǎo)軌間的滑動(dòng)摩擦力.
(2)若從t=0時(shí)刻開(kāi)始,調(diào)節(jié)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小使其以ΔBΔt=0.20 T/s的變化率均勻增加,求經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間ab棒開(kāi)始滑動(dòng)?此時(shí)通過(guò)ab棒的電流大小和方向如何?(ab棒與導(dǎo)軌間的最大靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力相等)
(1)a=4 m/s2 f=1 N (2)t=17.5 s I=0.15 A 方向b到a?
由圖象可得到拉力T的大小隨時(shí)間變化的函數(shù)表達(dá)式為?
①?
當(dāng)ab棒勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí),根據(jù)牛頓第二定律有:?
T-f-B0IL=ma ②?
因?yàn)?i>I=B0Lv/R ③?
v=at ④?
聯(lián)立②③④可解得?
⑤?
將數(shù)據(jù)代入①⑤可解得?
a=4 m/s2 f=1 N.?
(2)以ab棒為研究對(duì)象,當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻增大時(shí),閉合電路中有恒定的感應(yīng)電流I,以ab棒為研究對(duì)象,它受到的安培力逐漸增大,靜摩擦力也隨之增大,當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度增大到ab所受安培力F與最大靜摩擦力fm相等時(shí)ab棒開(kāi)始滑動(dòng).?
由F=BIL=fm?
由以上各式求出,經(jīng)時(shí)間t=17.5 s后ab棒開(kāi)始滑動(dòng),此時(shí)通過(guò)ab棒的電流大小為I=0.15 A,根據(jù)楞次定律可判斷出電流的方向?yàn)閺?i>b到a.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
圖13
(1)為使太空城的居民能如同在地球上一樣具有“重力”,以適應(yīng)人類(lèi)在地球上的行為習(xí)慣,太空城在電力驅(qū)動(dòng)下繞自己的中心軸OO′以一定角速度轉(zhuǎn)動(dòng),試求其轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度.
(2)實(shí)際上,月球不是繞著地心公轉(zhuǎn),而是地球、月球在相互的引力作用下繞它們連線上的一固定點(diǎn)C做勻速轉(zhuǎn)動(dòng),如圖乙.試求該點(diǎn)C與地球球心的距離.(設(shè)地球質(zhì)量為M1,月球質(zhì)量為M2,地月中心距離為r)
(3)太空城的首選位置在與月球、地球相距為r的D處,如圖13乙所示,這里,太空城在月球、地球引力的共同作用下,相對(duì)地球、月球靜止.試證明太空城受地球、月球?qū)ζ浜狭Ψ较蛑赶駽點(diǎn).
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
圖13
(1)若保持磁感應(yīng)強(qiáng)度B0的大小不變,從t=0時(shí)刻開(kāi)始,給ab棒施加一個(gè)水平向右的拉力,使它做勻加速直線運(yùn)動(dòng).此拉力T的大小隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖13乙所示.求ab棒做勻加速運(yùn)動(dòng)的加速度及ab棒與導(dǎo)軌間的滑動(dòng)摩擦力.
(2)若從t=0時(shí)刻開(kāi)始,調(diào)節(jié)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小使其以ΔBΔt=0.20 T/s的變化率均勻增加,求經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間ab棒開(kāi)始滑動(dòng)?此時(shí)通過(guò)ab棒的電流大小和方向如何?(ab棒與導(dǎo)軌間的最大靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力相等)
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
圖13
(1)求通過(guò)ab棒的電流,并確定CDEF矩形區(qū)域內(nèi)磁場(chǎng)的方向;
(2)當(dāng)ab棒進(jìn)入CDEF區(qū)域后,求cd棒消耗的電功率;
(3)能求出ab棒剛下滑時(shí)離CD的距離嗎?若不能,則說(shuō)明理由;若能,請(qǐng)列方程求解,并說(shuō)明每一個(gè)方程的解題依據(jù).
(4)根據(jù)以上信息,還可以求出哪些物理量?請(qǐng)說(shuō)明理由.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
如圖13甲所示,質(zhì)量m=2 kg的物體在水平面上向右做直線運(yùn)動(dòng)。過(guò)a點(diǎn)時(shí)給物體作用一個(gè)水平向左的恒力F并開(kāi)始計(jì)時(shí),選水平向右為速度的正方向,通過(guò)速度傳感器測(cè)出物體的瞬時(shí)速度,所得v-t圖象如圖乙所示。取重力加速度g=10 m/s2。求:
(1)力F的大小和物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ;
(2)10 s末物體離a點(diǎn)的距離。
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