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【題目】如圖甲所示,彎折成90°角的兩根足夠長金屬導軌豎直放置,兩折點連線垂直每根導軌所在豎直面,形成左右兩導軌平面,左導軌平面與水平面成53°角,右導軌平面與水平面成37°角,兩導軌相距L=0.4 m,電阻不計。質量均為m=0.2 kg,接入導軌間的電阻均為R=0.2 Ω的金屬桿abcd與導軌垂直接觸形成閉合回路,兩金屬桿與導軌間的動摩擦因數相同,整個裝置處于磁感應強度大小為B=1.0 T,方向平行于左導軌平面且垂直右導軌平面向上的勻強磁場中。t=0時刻,ab桿以初速度v1沿右導軌平面下滑。t=l s時,對ab桿施加一垂直ab桿且平行右導軌平面向下的力F,使ab開始作勻加速直線運動。cd桿運動的v-t圖象如圖乙所示,其中第1 s內圖線為直線,虛線為t=2 s時圖線的切線,與時間軸交于t=3 s。若兩桿下滑過程均保持與導軌垂直且接觸良好,g10 m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。求:

(1)金屬桿與導軌間的動摩擦因數μ

(2)ab桿的初速度v1

(3)若第2 s內力F所做的功為18.1 J,求第2 scd桿所產生的焦耳熱。

【答案】1;(2;(3。

【解析】試題分析:(1ab桿沿左側導軌下滑,根據右手定則可知ab桿中感應電流由ab,則cd桿中電流由dc,根據左手定則可知cd桿受到的安培力垂直于右側導軌向下。

根據v﹣t圖象可知,c d桿在第1s內的加速度

cd桿受力分析,根據牛頓第二定律,有:

安培力

2)對cd桿:安培力

回路中電流

ab桿:感應電動勢

根據法拉第電磁感應定律

解得:ab桿的初速度

3)根據v﹣t圖象可知,c d桿在第3s內做勻減速運動,加速度

cd桿受力分析,根據牛頓第二定律,有:

解得安培力

可得

2sab桿的速度

2sab桿做勻加速運動,ab桿的位移

ab桿,根據動能定理,有:

解得安培力做功

回路中產生的焦耳熱

解得:第2scd桿所產生的焦耳熱

練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】引力波的發(fā)現證實了愛因斯坦100年前所做的預測。1974年發(fā)現了脈沖雙星間的距離在減小就已間接地證明了引力波的存在。如果將該雙星系統簡化為理想的圓周運動模型,如圖所示,兩星球在相互的萬有引力作用下,繞O點做勻速圓周運動。由于雙星間的距離減小,則(  )

A. 兩星的運動周期均逐漸減小

B. 兩星的運動角速度均逐漸減小

C. 兩星的向心加速度均逐漸減小

D. 兩星的運動速度均逐漸減小

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,傾角為的斜面體固定在水平地面上,一根不可伸長的輕繩兩端分別系著小球A和物塊B,跨過固定于斜面體頂端的定滑輪O(不計滑輪的摩擦),A的質量為mB的質量為4m.開始時,用手托住A,使OA段繩恰好處于水平伸直狀態(tài)(繩中無拉力),OB繩平行于斜面,此時B靜止不動,將A由靜止釋放,在其下擺過程中B始終保持靜止.則在繩子到達豎直位置之前,下列說法正確的是

A. 小球A運動到最低點時物塊B所受的摩擦力為mg

B. 物塊B受到的摩擦力方向沒有發(fā)生變化

C. 若適當增加OA段繩子的長度,物塊可能發(fā)生運動

D. 地面對斜面體的摩擦力方向一定水平向右

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示電路中,電流表A和電壓表V均可視為理想電表.現閉合開關S后,將滑動變阻器滑片P向左移動,下列說法正確的是( )

A. 電流表A的示數變小,電壓表V的示數變大

B. 小燈泡L變亮

C. 電容器C上電荷量減少

D. 電源的總功率變大

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【題目】如圖,質量為mb球靜置在水平固定軌道BC的左端C處。質量為2ma球從距水平軌道BC高度為hA處由靜止釋放,沿ABC光滑軌道滑下。a球滑到C處與b球發(fā)生正碰,并與b球粘合在一起沿水平方向飛出,最后落在地面上的D點。已知水平軌道BC距地面的高度為H,重力加速度g。求:

(1)a球與b球碰前瞬間,a球的速度大;

(2)C、D兩點之間的水平距離和碰撞過程中損失的機械能。

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【題目】如圖甲所示,光滑且足夠長的平行金屬導軌MN、PQ固定在同一水平面上,兩導軌間距L=0.3m。導軌電阻忽略不計,其間連接有固定電阻R=0.4。導軌上停放一質量m=0.1kg、電阻r=0.2的金屬桿ab,整個裝置處于磁感應強度B=0.5T的勻強磁場中,磁場方向豎直向下。利用一外力F沿水平方向拉金屬桿ab,使之由靜止開始運動,電壓傳感器可將R兩端的電壓U即時采集并輸入電腦,獲得電壓U隨時間t變化的關系如圖乙所示。

(1)當ab桿的速度為v時,用題中相關字母表示U與v的關系;

(2)試證明金屬桿做勻加速直線運動,并計算加速度的大;

(3)如果水平外力從靜止開始拉動桿2s所做的功為0.3J,求回路中定值電阻R上產生的焦耳熱是多少。

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【題目】如圖所示的電路中,三個燈泡L1、L2、L3的電阻關系為R1<R2<R3。電感L的電阻可忽略。D為理想二極管。開關K從閉合狀態(tài)突然斷開時。下列判斷正確的是(  )

A. L1逐漸變暗,L2、L3均先變亮然后逐漸變暗

B. L1逐漸變暗,L2立即熄滅,L3先變亮然后逐漸變暗

C. L2立即熄滅,L1、L3均逐漸變暗

D. L1、L2、L3均先變亮然后逐漸變暗

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【題目】某物理研究小組利用圖甲裝置驗證機械能守恒定律,在鐵架臺上安裝有一電磁鐵(固定不動)和一光電門(可上下移動),電磁鐵通電后將鋼球吸住,然后斷電,鋼球自由下落,并通過光電門,計時裝置可測出鋼球通過光電門的時間。

(1)用10分度的游標卡尺測量鋼球的直徑,示數如圖乙所示,可知鋼球的直徑D=____cm。

(2)多次改變光電門的位置,測量出光電門到電磁鐵下端O的距離為h(h》D),并計算出小球經過光電門時的速度v,若空氣阻力可以忽略不計,則下列關于v2h的圖象可能正確的是________。

(3)鋼球通過光電門的平均速度____(選填“大于”或“小于”)鋼球球心通過光電門的瞬時速度,由此產生的誤差_______(選填“能”或“不能”)通過增加實驗次數減小。

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【題目】交流發(fā)電機線圈電阻r=1 Ω,用電器電阻R=9 Ω,電壓表示數為9 V。如圖所示,那么該交流發(fā)電機(  )

A. 電動勢的峰值為10 V

B. 交流發(fā)電機線圈自中性面轉過90°的過程中的平均感應電動勢為

C. 交流發(fā)電機線圈通過中性面時電動勢的瞬時值

D. 電動勢的有效值為9 V

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