【題目】如圖所示,兩根足夠長的直金屬導軌MN、PQ平行放置在傾角為θ的絕緣斜面上,兩導軌間距為L.M、P兩點間接有電阻值為R的電阻,一根質量為m的均勻直金屬桿ab放在兩導軌上,并與導軌垂直.整套裝置處于磁感應強度為B的勻強磁場中,磁場方向垂直斜面向下.導軌和金屬桿的電阻可忽略.讓ab桿沿導軌由靜止開始下滑,導軌和金屬桿接觸良好,不計它們之間的摩擦.求:

(1)在加速下滑過程中,當ab桿的速度大小為v時桿中的電流及桿的加速度大。
(2)在下滑過程中,ab桿可以達到的速度最大值.

【答案】
(1)解:當導體棒的速度為v時,產(chǎn)生的感應電動勢為E=BLv,回路中的電流大小為:

I= =

導體棒在磁場中運動時,所受安培力大小為:

F=BIL=

由左手定則可知,安培力方向沿斜面向上,根據(jù)牛頓第二定律,則有:

ma=mgsinθ﹣F;

解得:a=gsinθ﹣

答:在加速下滑過程中,當ab桿的速度大小為v時桿中的電流 及桿的加速度大小gsinθ﹣ ;


(2)解:當F=mgsinθ時,即導體棒的加速度為零時,ab桿達最大速度vmax

即:mgsinθ=

可解得最大速度為:vm=

答:在下滑過程中,ab桿可以達到的速度最大值


【解析】(1)當導體棒的速度為v時,根據(jù)公式E=BLv求出電動勢,根據(jù)閉合電路的歐姆定律即可求出電流,根據(jù)右手定則判斷出通過MN棒的電流的方向;(2)導體棒運動到達最大速度時,受到的重力、支持力與安培力的合力等于0,然后使用力的正交分解法即可求出安培力的大小,代入安培力的計算公式即可.
【考點精析】通過靈活運用電磁感應與電路和電磁感應與力學,掌握用法拉第電磁感應定律和楞次定律確定感應電動勢的大小和方向;畫等效電路;運用全電路歐姆定律,串并聯(lián)電路性質,電功率等公式聯(lián)立求解;用法拉第電磁感應定律和楞次定律求感應電動勢的大小和方向;求回路中電流強度;分析研究導體受力情況(包含安培力,用左手定則確定其方向);列動力學方程或平衡方程求解即可以解答此題.

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A. 向右,

B. 向左,

C. 向右,

D. 向左,

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A. 攻擊衛(wèi)星在原軌道上運行的線速度大于7.9 km/s

B. 攻擊衛(wèi)星在原軌道上運行的線速度比偵察衛(wèi)星的線速度小

C. 攻擊衛(wèi)星完成太空涂鴉后應減速才能返回低軌道上

D. 若攻擊衛(wèi)星周期已知,結合萬有引力常量就可計算出地球質量

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第一步:把帶有定滑輪的木板(有滑輪的)一端墊起,把質量為M的滑塊通過細繩跨過定滑輪與質量為m的重錘相連,重錘后連一穿過打點計時器的紙帶,調(diào)整木板傾角,直到輕推滑塊后,滑塊沿木板向下勻速運動,如圖甲所示.

第二步:保持長木板的傾角不變,將打點計時器安裝在長木板靠近滑輪處,取下細繩和重錘,將滑塊與紙帶相連,使紙帶穿過打點計時器,然后接通電源,釋放滑塊,使之從靜止開始向下加速運動,打出紙帶,如圖乙所示.打出的紙帶如圖丙所示.

請回答下列問題:

1)已知O、A、BC、DE、F相鄰計數(shù)點間的時間間隔為Δt,根據(jù)紙帶求滑塊速度,打點計時器打B點時滑塊速度vB________

2)已知重錘質量為m,當?shù)氐闹亓铀俣葹?/span>g,要測出某一過程合外力對滑塊做的功還必須測出這一過程滑塊________(寫出物理名稱及符號,只寫一個物理量),合外力對滑塊做功的表達式W________

3)算出滑塊運動OA、OB、OC、OD、OE段合外力對滑塊所做的功W以及在A、B、C、D、E各點的速度v,v2為縱軸、W為橫軸建立坐標系,描點作出v2W圖像,可知該圖像是一條________,根據(jù)圖像還可求得________

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B. 人在ab段做加速度增大的加速運動,處于失重狀態(tài)

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D. c點,人的速度為零,處于平衡狀態(tài)

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B. 細線斷裂時A的速度為2m/s

C. 細線斷裂前的拉力為10N

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A. m
B. m
C.
D. m

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