【題目】如圖所示,頂角θ45°的光滑金屬導(dǎo)軌MON固定在水平面內(nèi)導(dǎo)軌處在方向豎直、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中。一根與ON垂直的導(dǎo)體棒在水平外力作用下以恒定速度v0沿導(dǎo)軌MON向右滑動,導(dǎo)體棒的質(zhì)量為m,導(dǎo)軌與導(dǎo)體棒單位長度的電阻均為r。導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸點為ab,導(dǎo)體棒在滑動過程中始終保持與導(dǎo)軌良好接觸。t0導(dǎo)體棒位于頂點O,求:

(1)導(dǎo)體棒做勻速直線運(yùn)動時水平外力F的表達(dá)式;

(2)導(dǎo)體棒在t時刻消耗的電功率以及導(dǎo)體棒在0t時間內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱Q;

(3)若在t0時刻將外力F撤去導(dǎo)體棒最終在導(dǎo)軌上靜止時的坐標(biāo)x1。

【答案】12 3

【解析】

(1)0t時間內(nèi),導(dǎo)體棒的位移為xv0t,t時刻導(dǎo)體棒的長度lx,導(dǎo)體棒的電動勢EBlv0,回路總電阻,電流,

可得安培力為:

(2)t時刻導(dǎo)體棒的電功率為

Pt,

(3)如圖所示:

撤去外力后,設(shè)任意時刻t導(dǎo)體棒的坐標(biāo)為x,速度為v,取很短時間Δt或很短距離Δx。在ttΔt內(nèi),由動量定理得-BIlΔtmΔv

掃過面積:,(x0v0t0)

可得:

或設(shè)滑行距離為d,則

d22v0t0ds0

解得: (負(fù)值已舍去),

可得:

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,在xOy平面內(nèi)的第Ⅲ象限中有沿-y方向的勻強(qiáng)電場,場強(qiáng)大小為E。在第Ⅰ和第Ⅱ象限有勻強(qiáng)磁場,方向垂直于坐標(biāo)平面向里。有一個質(zhì)量為m,電荷量為e的電子,從y軸的P點以初速度v0垂直于電場方向進(jìn)入電場(不計重力),經(jīng)電場偏轉(zhuǎn)后,沿著與x軸負(fù)方向成45角進(jìn)入磁場,并能返回到原出發(fā)點P。

1)畫出電子運(yùn)動軌跡的示意圖;

2)求P點距坐標(biāo)原點的距離;

3)電子從P點出發(fā)經(jīng)多長時間再次返回P點?

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,一金屬導(dǎo)線單位長度的電阻為r,折成閉合的等腰直角三角形線框ABC,直角邊長為d,在t=0時刻從圖示位置開始以速度v勻速穿過磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0的有界勻強(qiáng)磁場區(qū)域,磁場區(qū)域?qū)挾葹?/span>2d。則

(1)當(dāng)線框剛進(jìn)入磁場區(qū)域時,直角邊AC產(chǎn)生電動勢E的大;

(2)當(dāng)線框的水平直角邊進(jìn)入一半時,導(dǎo)線內(nèi)電流I的大小;

(3)若使線框穿出磁場區(qū)域過程中不產(chǎn)生感應(yīng)電流,僅改變磁場,其他條件不變,求磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間t的變化規(guī)律。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】我國于201711月發(fā)射嫦娥五號探月衛(wèi)星,計劃執(zhí)行月面取樣返回任務(wù)。嫦娥五號從月球返回地球的過程可以簡單分成四步,如圖所示第一步將嫦娥五號發(fā)射至月球表面附近的環(huán)月圓軌道Ⅰ,第二步在環(huán)月軌道的A處進(jìn)行變軌進(jìn)入月地轉(zhuǎn)移軌道Ⅱ,第三步當(dāng)接近地球表面附近時,又一次變軌,B點進(jìn)入繞地圓軌道Ⅲ,第四步再次變軌道后降落至地面,下列說法正確的是

A. 嫦娥五號發(fā)射至軌道Ⅰ時所需的發(fā)射速度為7. 9km/s

B. 嫦娥五號從環(huán)月軌道Ⅰ進(jìn)入月地轉(zhuǎn)移軌道Ⅱ需要加速

C. 嫦娥五號A沿月地轉(zhuǎn)移軌Ⅱ到達(dá)B點的過程中其動能一直增加

D. 嫦娥五號在第四步變軌時需要加速

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】將一小球從A點豎直向上拋出上升至最高點B后又返回A點,CAB中點,選A點為重力勢能零點,其小球動能EK和重力勢能Ep隨運(yùn)動路程S變化的圖象如圖所示,則對小球運(yùn)動過程中的判斷正確的是( 。

A. 運(yùn)動過程中空氣阻力大小恒定B. 上升過程的時間比下落過程的時間短

C. 上升過程中機(jī)械能損失了D. 下落經(jīng)過C點時動能小于重力勢能

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,輕桿可以繞O點自由轉(zhuǎn)動,兩輕繩ACBC長度相同,AB端固定在輕桿上,另一端系于C點懸掛重物m,∠ACB大于90°,某同學(xué)緩慢轉(zhuǎn)動輕桿將重物抬起,直到BC繩豎直的過程中,下列說法正確的是( 。

A. AC繩的拉力一直減小B. AC繩的拉力先增大后減小

C. BC繩的拉力一直增大D. BC繩的拉力先增大后減小

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在平面直角坐標(biāo)系xOy中,第象限存在沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場,第象限存在垂直于坐標(biāo)平面向外的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的粒子從y軸正半軸上的M點以速度v0垂直于y軸射入電場,經(jīng)x軸上的N點與x軸正方向成θ60°角射入磁場,最后從y軸負(fù)半軸上的P點垂直于y軸射出磁場,如圖所示。不計粒子重力,求

1MN兩點間的電勢差UMN ;

2)粒子在磁場中運(yùn)動的軌道半徑r

3)粒子從M點運(yùn)動到P點的總時間t。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,在平面坐標(biāo)系xOy的第一象限內(nèi)有一半圓形區(qū)域,其半徑為R,半圓的一條直徑與x軸重合, O為該直徑的一個端點。半圓內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場,半圓外存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場,半圓內(nèi)外磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小都為B0,在坐標(biāo)原點O處有一粒子源,沿x軸正方向不斷發(fā)射出質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的粒子,粒子的發(fā)射速度為大于零的任意值(不考慮相對論效應(yīng))。已知半圓形邊界處存在特殊物質(zhì),當(dāng)粒子由半圓內(nèi)向半圓外運(yùn)動時,粒子不受任何影響,但當(dāng)粒子由半圓外向半圓內(nèi)運(yùn)動時,粒子就會被邊界處的特殊物質(zhì)吸收。不計粒子的重力和粒子間的相互作用力。

(1)求從O點發(fā)射的所有粒子中,不會從y軸正半軸射入第二象限的粒子的速度的取值范圍; (已知:)

(2)證明最終打在半圓形邊界且被特殊物質(zhì)吸收的粒子,在磁場中運(yùn)動的總時間都相等,并且求出該時間;

(3)若第一象限內(nèi)半圓形外區(qū)域的磁場存在一上邊界y=a ,要想使所有粒子都不會從磁場上邊界射出,a至少為多大。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,在傾角θ=37°的光滑斜面上質(zhì)量均為m=5kgAB兩物體用k=200N/m的輕彈簧相連,初始時AB兩物體靜止放在斜面底端的擋板上,F(xiàn)施加一個沿斜面向上的外力F作用在物體A上,使之能勻加速上升,經(jīng)t=0.4s物體B剛要脫離擋板。已知sin37°=0.6g=10m/s2,則下列說法正確的是

A. 所施外力F隨時間均勻增大

B. 物體A運(yùn)動的加速度為3m/s2

C. 物體B脫離擋板時物體A的速度為2m/s

D. 0.4s內(nèi)外力F所做的功為14.625J

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