【題目】如圖所示,足夠長的U形框架沿豎直方向固定,在框架的頂端固定一定值電阻R,空間有范圍足夠大且垂直紙面向里的勻強磁場,磁感應強度大小為B,電阻值均為R的金屬棒甲、乙垂直地放在框架上,已知兩金屬棒的質(zhì)量分別為m=2.0×10-2kg、m=1.0×10-2kg,F(xiàn)將金屬棒乙鎖定在框架上,閉合電鍵,在金屬棒甲上施加一豎直向上的恒力F,經(jīng)過一段時間金屬棒甲以v=10m/s的速度向上勻速運動,然后解除鎖定,金屬棒乙剛好處于靜止狀態(tài),忽略一切摩擦和框架的電阻,重力加速度g=10m/s2。則

(1)恒力F的大小應為多大?

(2)保持電鍵閉合,將金屬棒甲鎖定,使金屬棒乙由靜止釋放,則金屬棒乙勻速時的速度v2應為多大?

(3)將兩金屬棒均鎖定,斷開電鍵,使磁感應強度均勻增加,經(jīng)時間t=0.1s磁感應強度大小變?yōu)?/span>2B此時金屬棒甲所受的安培力大小剛好等于金屬棒甲的重力,則鎖定時兩金屬棒之間的間距x應為多大?

【答案】(1) 0.4N;(2) 5m/s(3)

【解析】

(1)金屬棒甲勻速運動時,由力的平衡條件可知:

F=mg+BIL

由題圖可知流過金屬棒乙的電流大小應為:

金屬棒乙剛好處于靜止狀態(tài),由平衡條件可知:

由以上整理得:

F=mg+2mg

代入數(shù)據(jù)解得:

F=0.4N

(2)金屬棒乙鎖定,閉合電鍵,金屬棒甲向上勻速運動時,有

E=BLv1

由閉合電路的歐姆定律得:

對金屬棒乙,由平衡條件可知:

BIL=2BIL=2mg

解得:

將金屬棒甲鎖定,金屬棒乙勻速時,有:

解得:

聯(lián)立解得:

v2=5m/s;

(3)由法拉第電磁感應定律得:

由閉合電路的歐姆定律得:

由題意可知:

mg=2BIL

聯(lián)立以上可得:

解得:

代入數(shù)據(jù)得:

。

練習冊系列答案
相關習題

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【題目】我國自主研發(fā)的北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)由35顆衛(wèi)星組成,包括5顆地球靜止同步軌道衛(wèi)星和3顆傾斜同步軌道衛(wèi)星,以及27顆相同高度的中軌道衛(wèi)星。中軌道衛(wèi)星軌道高度約為2.15×104km,同步軌道衛(wèi)星的高度約為3.60×104km,己知地球半徑為6.4×103km,這些衛(wèi)星都在圓軌道上運行。關于北斗導航衛(wèi)星,則下列說法正確的是(

A.中軌道衛(wèi)星的動能一定小于靜止同步軌道衛(wèi)星的動能

B.靜止同步軌道衛(wèi)星繞地球運行的角速度比月球繞地球運行的角速度大

C.中軌道衛(wèi)星的運行周期約為20h

D.中軌道衛(wèi)星與靜止同步軌道衛(wèi)星的向心加速度之比為

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】將一個帶正電的點電荷Q固定在水平無限大的金屬板的上方,以點電荷Q為圓心的圓弧上有A、BC、D四個點,其中A、C兩點連線為圓的一條直徑,且垂直于金屬板,AC兩點連線與BD兩點連線垂直,點電荷和金屬板附近的電場線分布如圖所示,則下列說法正確的是( 。

A.A點的電場強度比C點的電場強度大

B.A點的電勢比C點的電勢高

C.若將一個帶正電的試探電荷從B點由靜止釋放,該試探電荷將沿電場線運動

D.若將一個帶正電的試探電荷從A點沿圓周ADC移動到C點,該試探電荷的電勢能將一直減小

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【題目】如圖所示,定值電阻R和電阻箱電阻R串聯(lián)在恒定電壓為U的電路中,電壓表V1、V2和電流表A均為理想電表,且電壓表V1的示數(shù)大于電壓表V2的示數(shù)。已知電阻箱電阻R2的最大值大于定值電阻R1的值,若現(xiàn)在逐漸增大電阻箱的電阻直至最大,則下列有關說法正確的是( 。

A.不變,不變

B.變大,變大

C.電阻箱電阻消耗的功率逐漸增大

D.電阻箱電阻消耗的功率先增大后減小

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】曉宇為了測量一段長度為L的金屬絲的電阻率,進行了如下的實驗操作。

(1)首先用多用電表中“×10”的歐姆擋對該金屬絲進行了粗測,多用電表調(diào)零后用紅黑表筆連接在金屬絲的兩端,其示數(shù)如圖甲所示,則該金屬絲的阻值R約為____Ω;

(2)接著對該金屬絲的電阻進行了精確的測量,其中實驗室提供了如下實驗器材電流表A10~5mA,r1=50Ω)、電流表A20~0.6A,r2=0.2Ω)、電壓表V(0~6V,rv≈1.5kΩ)、滑動變阻器R(額定電流2A,最大阻值為15Ω)、10Ω的定值電阻R1、500Ω的定值電阻R2內(nèi)阻可忽略不計的電源(E=6V)、開關一個、導線若干、螺旋測微器、刻度尺。

①利用螺旋測微器測量待測金屬絲的直徑,其示數(shù)如圖乙所示,則金屬絲的直徑D____mm;

②請將實驗電路畫在虛線框中,并注明所選儀器的標號____;

③為了求出電阻率,則需測量的物理量有___(并寫出相應的符號),該金屬絲的電阻率的表達式為ρ=___(用已知量和測量量表示)。

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【題目】為了研究過山車的原理,某物理小組提出了下列設想∶取一個與水平方向夾角為θ=、長為L1=2m的傾斜軌道AB,通過微小圓弧與長為L2=m的水平軌道BC相連,然后在C處設計一個豎直完整的光滑圓軌道,出口為水平軌道上D處,如圖所示。現(xiàn)將一個小球從距A點高為h=0.9m的水平臺面上以一定的初速度v0水平彈出,到A點時速度方向恰沿AB方向,并沿傾斜軌道滑下。已知小球與ABBC間的動摩擦因數(shù)均為μ=,g10m/s2,求

(1)小球初速度v0的大;

(2)小球滑過C點時的速率vC

(3)要使小球不離開軌道,則豎直圓弧軌道的半徑R應該滿足什么條件。

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【題目】某同學設計了如圖所示的電路來測量一個量程為3V的電壓表的內(nèi)電阻(幾千歐),實驗室提供直流電源的電動勢為6V,內(nèi)阻忽略不計;

(1)在該實驗中,認為當變阻器的滑片P不動時,無論電阻箱的阻值如何增減,aP兩點間的電壓保持不變;請從下列滑動變阻器中選擇最恰當?shù)氖牵?/span>_______

A變阻器(0-2000Ω,0.1A B變阻器(0-20Ω,1A C變阻器(0-5Ω,1A

(2)連接好線路后,先將變阻器滑片P調(diào)到最_______端,并將電阻箱阻值_______調(diào)到(填“0”最大),然后閉合電鍵S,調(diào)節(jié)P,使電壓表滿偏,此后滑片P保持不動;

(3)調(diào)節(jié)變阻箱的阻值,記錄電壓表的讀數(shù):最后將電壓表讀數(shù)的倒數(shù)U-1與電阻箱讀數(shù)R描點,并畫出圖己所示的圖線,由圖象得待測電壓表的內(nèi)阻值為_______Ω。(保留兩位有效數(shù)字)

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖甲是利用激光測轉(zhuǎn)速的原理示意圖,圖中圓盤可繞固定軸轉(zhuǎn)動,盤邊緣側(cè)面上有

一小段涂有很薄的反光材料.當盤轉(zhuǎn)到某一位置時,接收器可以接收到反光涂層所反

射的激光束,并將所收到的光信號轉(zhuǎn)變成電信號,在示波器顯示屏上顯示出來(如圖乙

所示)

(1)若圖乙中示波器顯示屏上橫向的每大格(5小格)對應的時間為2.50×103s,則圓盤的轉(zhuǎn)速為________r/s.(保留3位有效數(shù)字)

(2)若測得圓盤直徑為10.20 cm,則可求得圓盤側(cè)面反光涂層的長度為________cm.(保留3位有效數(shù)字)

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】科學研究發(fā)現(xiàn),在月球表面:①沒有空氣 ②重力加速度約為地球表面的1/6 ③沒有磁場。若宇航員登上月球后,在空中同一高處同時釋放氫氣球和鉛球,忽略地球和其他星球?qū)υ虑虻挠绊懀韵抡f法正確的有(

A.氫氣球體積大,所以氫氣球不能看成質(zhì)點

B.鉛球會對月球有吸引力,而氫氣球?qū)υ虑驔]有吸引力

C.氫氣球和鉛球都將做自由落體運動,且同時落到月球表面

D.氫氣球上升,鉛球落到月球表面

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