(18分)如圖,勻強磁場垂直銅環(huán)所在的平面,導(dǎo)體棒a的一端固定在銅環(huán)的圓心O處,另一端緊貼圓環(huán),可繞O勻速轉(zhuǎn)動.通過電刷把銅環(huán)、環(huán)心與兩豎直平行金屬板P、Q連接成如圖所示的電路,R1、R2是定值電阻.帶正電的小球通過絕緣細(xì)線掛在兩板間M點,被拉起到水平位置;合上開關(guān)K,無初速度釋放小球,小球沿圓弧經(jīng)過M點正下方的N點到另一側(cè).
已知:磁感應(yīng)強度為B;a的角速度大小為ω,長度為l,電阻為r;R1=R2=2r,銅環(huán)電阻不計;P、Q兩板間距為d;帶電的質(zhì)量為m、電量為q;重力加速度為g.求:
(1)a勻速轉(zhuǎn)動的方向;
(2)P、Q間電場強度E的大;
(3)小球通過N點時對細(xì)線拉力T的大小.
見試題分析

試題分析:
(1)依題意,小球從水平位置釋放后,能沿圓弧向下擺動,故小球受到電場力的方向水平向右,P板帶正電,Q板帶負(fù)電。由右手定則可知,導(dǎo)體棒a順時針轉(zhuǎn)動。(2分)
(2)導(dǎo)體棒a轉(zhuǎn)動切割磁感線,由法拉第電磁感應(yīng)定律得電動勢大。
         ①(2分,若缺中間推導(dǎo)式只得1分)
由閉合電路歐姆定律:    ②(2分)
由歐姆定律可知,PQ的電壓為:UPQ ③(2分)
故PQ間勻強電場的電場強度大。 ④(2分)
聯(lián)立①②③④,代入R1=R2=2r,可得:⑤(2分)
(3)設(shè)細(xì)繩長度為L,小球到達(dá)N點時速度為v,由動能定理可得:
                     ⑥(2分)
                        ⑦(2分)
由⑤⑥⑦得:          ⑧(2分)
【評分說明:第(1)問給2分,若在圖中標(biāo)明方向且正確也可,若答“從圖示位置向上轉(zhuǎn)動”或“從圖示位置向右轉(zhuǎn)動”也可;①②③④⑤⑥⑦⑧各2分。共18分!
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

(14分)如圖,水平面內(nèi)有一光滑金屬導(dǎo)軌,其MN、PQ邊的電阻不計,MP邊的電阻阻值R=1.5Ω,MN與MP的夾角為135°,PQ與MP垂直,MP邊長度小于1m。將質(zhì)量m=2kg,電阻不計的足夠長直導(dǎo)體棒擱在導(dǎo)軌上,并與MP平行。棒與MN、PQ交點G、H間的距離L=4m.空間存在垂直于導(dǎo)軌平面的勻強磁場,磁感應(yīng)強度B=0.5T。在外力作用下,棒由GH處以一定的初速度向左做直線運動,運動時回路中的電流強度始終與初始時的電流強度相等。

(1)若初速度v1=3m/s,求棒在GH處所受的安培力大小FA。
(2)若初速度v2=1.5m/s,求棒向左移動距離2m到達(dá)EF所需時間Δt。
(3)在棒由GH處向左移動2m到達(dá)EF處的過程中,外力做功W=7J,求初速度v3。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

質(zhì)量為m=1kg的小物塊輕輕放在水平勻速運動的傳送帶上的P點,隨傳送帶運動到A點后水平拋出,小物塊恰好無碰撞地沿圓弧切線從B點進(jìn)入豎直光滑的圓弧軌道下滑。B、C為圓弧的兩端點,其連線水平。已知圓弧半徑R=1.0m圓弧對應(yīng)圓心角,軌道最低點為O,A點距水平面的高度h=0.8m,小物塊離開C點后恰能無碰撞的沿固定斜面向上運動,0.8s后經(jīng)過D點,物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為 (g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)試求:

(1)小物塊離開A點時的水平初速度v1;
(2)小物塊經(jīng)過O點時對軌道的壓力; 
(3)假設(shè)小物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為0.3,傳送帶的速度為5m/s,則PA間的距離是多少?(用動能定理解答)
(4)斜面上CD間的距離。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

質(zhì)量分別為2m和m的A、B兩物體分別在水平恒力F1和F2的作用下沿水平面運動,撤去F1、F2后受摩擦力的作用減速到停止,其v-t圖象如圖所示,則下列說法正確的是         

A.F1、F2大小相等
B.F1、F2對A、B做功之比為2∶1
C.A、B受到的摩擦力大小相等
D.全過程中摩擦力對A、B做功之比為1∶2

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

一摩托車在豎直的圓軌道內(nèi)側(cè)做勻速圓周運動,周期為T,人和車的總質(zhì)量為m,軌道半徑為R,車經(jīng)最高點時發(fā)動機功率為P0,車對軌道的壓力為2mg。設(shè)軌道對摩托車的阻力與車對軌道的壓力成正比,則(   。
A.車經(jīng)最低點時對軌道的壓力為4mg
B.車經(jīng)最低點時發(fā)動機功率為2P0
C.車從最高點經(jīng)半周到最低點的過程中發(fā)動機做的功為P0T
D.車從最低點經(jīng)半周到最高點的過程中發(fā)動機做的功為2mgR

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

(18分)一圓筒的橫截面如圖所示,其圓心為O。筒內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強磁場,磁感應(yīng)強度為B。圓筒下面有相距為d的平行金屬板M、N,其中M板帶正電荷,N板帶等量負(fù)電荷。質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子自M板邊緣的P處由靜止釋放,經(jīng)N板的小孔S以速度v沿半徑SO方向射入磁場中,粒子與圈筒發(fā)生兩次碰撞后仍從S孔射出,設(shè)粒子與圓筒碰撞過程中沒有動能損失,且電荷量保持不變,在不計重力的情況下,求:

(1)M、N間電場強度E的大小;
(2)圓筒的半徑R;
(3)保持M、N間電場強度E不變,僅將M板向上平移,粒子仍從M板邊緣的P處由靜止釋放粒子自進(jìn)入圓筒至從S孔射出期間,與圓筒的碰撞次數(shù)n。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

某游樂場開發(fā)了一個名為“翻天滾地”的游樂項目。原理圖如圖所示:一個3/4圓弧形光滑圓管軌道ABC,放置在豎直平面內(nèi),軌道半徑為R,在A 點與水平地面AD相接,地面與圓心O等高,MN 是放在水平地面上長為3R、厚度不計的減振墊,左端M正好位于A點.讓游客進(jìn)入一個中空的透明彈性球,人和球的總質(zhì)量為m,球的直徑略小于圓管直徑。將球(內(nèi)裝有參與者)從A處管口正上方某處由靜止釋放后,游客將經(jīng)歷一個“翻天滾地”的刺激過程。不考慮空氣阻力。那么以下說法中錯誤的是
A.要使球能從C點射出后能打到墊子上,則球經(jīng)過C點時的速度至少為
B.要使球能從C點射出后能打到墊子上,則球經(jīng)過C點時的速度至
C.若球從C點射出后恰好能打到墊子的M端,則球經(jīng)過C點時對管的作用力大小為
D.要使球能通過C點落到墊子上,球離A點的最大高度是

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

(18分)如圖所示為利用電磁作用輸送非導(dǎo)電液體裝置的示意圖。一邊長為L、截面為正方形的塑料管道水平放置,其右端面上有一截面積為S的小噴口,噴口離地的高度為h,管道中有一絕緣活塞,在活塞的中部嵌有金屬棒,整個裝置放在豎直向上的勻強磁場中,當(dāng)棒中通有垂直紙面向里的恒定電流I時,活塞以某一速度向右勻速推動液體,液體以不變的速度v源源不斷地沿水平方向射出。若液體的密度為ρ,重力加速度為g,不計所有阻力。求
(1)液體落地點離噴口的水平距離x;
(2)該裝置的功率;
(3)磁感應(yīng)強度B的大小。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

“旋轉(zhuǎn)秋千”是游樂園里常見的游樂項目,其基本裝置是將繩子上端固定在轉(zhuǎn)盤的邊上,繩子下端連接座椅,人坐在座椅上隨轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)而在空中飛旋。若將人和座椅看質(zhì)點,“旋轉(zhuǎn)秋千”可簡化為如圖所示的模型。其中,處于水平面內(nèi)的圓形轉(zhuǎn)盤,半徑為r,可繞穿過其中心的豎直軸轉(zhuǎn)動。讓轉(zhuǎn)盤由靜止開始逐漸加速轉(zhuǎn)動,經(jīng)過一段時間后質(zhì)點與轉(zhuǎn)盤一起以角速度做勻速圓周運動,此時繩子與豎直方向的夾角為。已知繩長為L且不可伸長,質(zhì)點的質(zhì)量為m,不計空氣阻力及繩重。則下列說法中正確的是( )
A.質(zhì)點的重力越大,繩子與豎直方向的夾角越小
B.質(zhì)點做勻速圓周運動的向心力是其所受懸線的拉力
C.轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動的角速度與夾角的關(guān)系為=
D.質(zhì)點從靜止到做勻速圓周運動的過程中,繩子對質(zhì)點做的功為

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案