(20分)如圖所示,平行金屬導(dǎo)軌PQ、MN相距d=2m,導(dǎo)軌平面與水平面夾角a= 30°,導(dǎo)軌上端接一個R=6的電阻,導(dǎo)軌電阻不計,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T的勻強(qiáng)磁場垂直導(dǎo)軌平面向上。一根質(zhì)量為m=0.2kg、電阻r=4的金屬棒ef垂直導(dǎo)軌PQ、MN靜止放置,距離導(dǎo)軌底端xl=3.2m。另一根絕緣塑料棒gh與金屬棒ef平行放置,絕緣塑料棒gh從導(dǎo)軌底端以初速度v0=l0m/s沿導(dǎo)軌上滑并與金屬棒正碰(碰撞時間極短),磁后絕緣塑料棒gh沿導(dǎo)軌下滑,金屬棒ef沿導(dǎo)軌上滑x2=0.5m后停下,在此過程中電阻R上產(chǎn)生的電熱為Q=0.36J。已知兩棒與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)均為。求
(1)絕緣塑料棒gh與金屬棒ef碰撞前瞬間,絕緣塑料棒的速率;
(2)碰撞后金屬棒ef向上運(yùn)動過程中的最大加速度;
(3)金屬棒ef向上運(yùn)動過程中通過電阻R的電荷量。

(1)6m/s  (2) 12 m/s2  (3)0.05C

解析試題分析:(1)絕緣塑料棒與金屬棒相碰前,做勻減速直線運(yùn)動
由牛頓第二定律得
由運(yùn)動學(xué)公式得:
解得v1=6m/s
(2)設(shè)金屬棒剛開始運(yùn)動時速度為v,由能量守恒定律得:

解得:v=4 m/s
金屬棒剛開始運(yùn)動時加速度最大,此時感應(yīng)電動勢E="Bdv=4V" 感應(yīng)電流
安培力F=BId=0.4N
由牛頓第二定律得
解得am="12" m/s2
(3)通過電阻R的電荷量為
考點(diǎn):本題考查電磁感應(yīng)定律、動能定理、牛頓第二定律

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:計算題

(10分)如圖所示的水平轉(zhuǎn)盤可繞豎直軸OO′旋轉(zhuǎn),盤上水平桿上穿著兩個質(zhì)量均為m=2kg的小球A和B。現(xiàn)將A和B分別置于距軸rA=0.5m和rB=1m處,并用不可伸長的輕繩相連。已知兩球與桿之間的最大靜摩擦力都是fm=1N。試分析轉(zhuǎn)速ω從零緩慢逐漸增大(短時間內(nèi)可近似認(rèn)為是勻速轉(zhuǎn)動),兩球?qū)S保持相對靜止過程中,在滿足下列條件下,ω的大小。

(1)繩中剛要出現(xiàn)張力時的ω1;
(2)A、B中某個球所受的摩擦力剛要改變方向時的ω2,并指明是哪個球的摩擦力方向改變;
(3)兩球?qū)S剛要滑動時的ω3。

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

(18分) 如圖,豎直平面內(nèi)存在水平向右的勻強(qiáng)電場,場強(qiáng)大小E=10N/c,在y≥0的區(qū)域內(nèi)還存在垂直于坐標(biāo)平面向里的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=0.5T一帶電量、質(zhì)量的小球由長的細(xì)線懸掛于點(diǎn)小球可視為質(zhì)點(diǎn),現(xiàn)將小球拉至水平位置A無初速釋放,小球運(yùn)動到懸點(diǎn)正下方的坐標(biāo)原點(diǎn)時,懸線突然斷裂,此后小球又恰好能通過點(diǎn)正下方的N點(diǎn)。(g=10m/s),求:

(1)小球運(yùn)動到點(diǎn)時的速度大;
(2)懸線斷裂前瞬間拉力的大;
(3)間的距離。

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

如圖,POQ是折成60°角的固定于豎直平面內(nèi)的光滑金屬導(dǎo)軌,導(dǎo)軌關(guān)于豎直軸線對稱,OP=OQ=L.整個裝置處在垂直導(dǎo)軌平面向里的足夠大的勻強(qiáng)磁場中,磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間變化規(guī)律為B=B0-kt(其中k為大于0的常數(shù)).一質(zhì)量為m、長為L、電阻為R、粗細(xì)均勻的導(dǎo)體棒鎖定于OP、OQ的中點(diǎn)a、b位置.當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度變?yōu)?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic5/tikupic/16/c/13dy73.png" style="vertical-align:middle;" />B0后保持不變,同時將導(dǎo)體棒解除鎖定,導(dǎo)體棒向下運(yùn)動,離開導(dǎo)軌時的速度為v.導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌始終保持良好接觸,導(dǎo)軌電阻不計,重力加速度為g.求導(dǎo)體棒:

⑴解除鎖定前回路中電流的大小及方向;
⑵滑到導(dǎo)軌末端時的加速度大;
⑶運(yùn)動過程中產(chǎn)生的焦耳熱.

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

如圖所示,質(zhì)量M=4kg的平板小車停在光滑水平面上,車上表面高h(yuǎn)1=1.6m.水平面右邊的臺階高h(yuǎn)2=0.8m,臺階寬l=0.7m,臺階右端B恰好與半徑r=5cm的光滑圓弧軌道連接,B和圓心O的連線與豎直方向夾角θ=53°,在平板小車的A處,質(zhì)量m1=2kg的甲物體和質(zhì)量m2=1kg的乙物體緊靠在一起,中間放有少量炸藥(甲、乙兩物體都可以看作質(zhì)點(diǎn)).小車上A點(diǎn)左側(cè)表面光滑,右側(cè)粗糙且動摩擦因數(shù)為μ=0.2.現(xiàn)點(diǎn)燃炸藥,炸藥爆炸后兩物體瞬間分開,甲物體獲得水平初速度5m/s向右運(yùn)動,離開平板車后恰能從光滑圓弧軌道的左端B點(diǎn)沿切線進(jìn)入圓弧軌道.已知車與臺階相碰后不再運(yùn)動(g取10m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6).求:

(1)炸藥爆炸使兩物塊增加的機(jī)械能E;
(2)物塊在圓弧軌道最低點(diǎn)C處對軌道的壓力F;
(3)平板車上表面的長度L和平板車運(yùn)動位移s的大小.

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

(15分)在民航業(yè)內(nèi),一直有“黑色10分鐘“的說法,即從全球已發(fā)生的飛機(jī)事故統(tǒng)計數(shù)據(jù)來看,大多數(shù)的航班事故發(fā)生在飛機(jī)起飛階段的3分鐘和著陸階段的7分鐘。飛機(jī)安全事故雖然可怕,但只要沉著冷靜,充分利用逃生設(shè)備,逃生成功概率相當(dāng)高,飛機(jī)失事后的90秒內(nèi)是逃生的黃金時間。如圖為飛機(jī)逃生用的充氣滑梯,滑梯可視為理想斜面,已知斜面長L=8m,斜面傾斜角θ=37°,人下滑時與充氣滑梯間動摩擦因素為u=0.5。不計空氣阻力,g=10m/s2,Sin37°=0.6,cos37°=0.8,=1.4。求:

(1)旅客從靜止開始由滑梯頂端滑到底端逃生,需要多長時間?
(2)一旅客若以v0=4.0m/s的初速度抱頭從艙門處水平逃生,當(dāng)他落到充氣滑梯上后沒有反彈,由于有能量損失,結(jié)果他以v=4.0m/s的速度開始沿著滑梯加速下滑。該旅客以這種方式逃生與(1)問中逃生方式相比,節(jié)約了多長時間?

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

A、B兩個木塊疊放在豎直輕彈簧上,如圖所示,已知mA=mB=1kg,輕彈簧的勁度系數(shù)為100N/m.若在木塊A上作用一個豎直向上的力F,使木塊A由靜止開始以2m/s2的加速度豎直向上做勻加速運(yùn)動.取g=10m/s2.求:

(1)使木塊A豎直向上做勻加速運(yùn)動的過程中,力F的最大值是多少?
(2)若木塊A豎直向上做勻加速運(yùn)動,直到A、B分離的過程中,彈簧的彈性勢能減小了1.28J,則在這個過程中,力F對木塊做的功是多少?

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

(14分)如圖甲所示,光滑且足夠長的平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ固定在同一水平面上,兩導(dǎo)軌間距L=0.30m.導(dǎo)軌電阻忽略不計,其間接有定值電阻R=0.40導(dǎo)軌上停放一質(zhì)量為m="0.10" kg、電阻r="0.20" 的金屬桿ab,整個裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.50T的勻強(qiáng)磁場中,磁場方向豎直向下.利用一外力F沿水平方向拉金屬桿ab,使之由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動,電壓傳感器可將R兩端的電壓U即時采集并輸入電腦,電腦屏幕描繪出U隨時間t的關(guān)系如圖乙所示.求:
(1)金屬桿加速度的大;
(2)第2s末外力的瞬時功率,

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

(14分)如圖所示,將直徑為2R的半圓形導(dǎo)軌固定在豎直面內(nèi)的A、B兩點(diǎn),直徑AB與豎直方向的夾角為60°。在導(dǎo)軌上套一質(zhì)量為m的小圓環(huán),原長為2R、勁度系數(shù)的彈性輕繩穿過圓環(huán)且固定在A、B兩點(diǎn)。已知彈性輕繩滿足胡克定律,且形變量為x時具有彈性勢能,重力加速度為g,不計一切摩擦。將圓環(huán)由A點(diǎn)正下方的C點(diǎn)靜止釋放,當(dāng)圓環(huán)運(yùn)動到導(dǎo)軌的最低點(diǎn)D點(diǎn)時,求

(1)圓環(huán)的速率v;
(2)導(dǎo)軌對圓環(huán)的作用力F的大小?

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同步練習(xí)冊答案