【題目】如圖,傾斜固定放置的“Π”形光滑金屬導(dǎo)軌,位于與水平面成θ角的平面內(nèi),導(dǎo)軌寬為L,電阻不計。寬度均為d的矩形有界勻強(qiáng)磁場、方向垂直導(dǎo)軌平面向下,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B,兩磁場間的距離也為d。質(zhì)量為m、電阻為R的金屬桿ab平行于導(dǎo)軌頂部,從距離磁場上邊緣h處由靜止釋放。已知金屬桿進(jìn)入磁場時的速度相等,且始終與導(dǎo)軌接觸良好,重力加速度為g。

1)求金屬桿剛進(jìn)入磁場時的速度v大小;

2)定性分析金屬桿穿過兩磁場的過程中能量是如何變化的;

3)分析并說明金屬桿釋放處與磁場上邊緣的距離h需滿足的條件;

4)作出金屬桿從進(jìn)入磁場到離開磁場這一過程中的v-t圖像。

【答案】(1);(2)金屬桿穿過兩磁場的過程中,重力勢能減少,動能減少,機(jī)械能減少;減少的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電路中的電能;電能再轉(zhuǎn)化為內(nèi)能;(3;(4)如圖所示:

【解析】

1)金屬桿進(jìn)入磁場前作初速為零的勻加速直線運動,加速度

可得:

2)金屬桿穿過兩磁場的過程中,重力勢能減少,動能減少,機(jī)械能減少;減少的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電路中的電能;電能再轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。

3)設(shè)桿進(jìn)入磁場時的速度為v1,離開磁場時的速度為v2,進(jìn)入磁場時的速度為v3,因為桿在兩磁場區(qū)域間作勻加速直線運動,所以

題目已知:金屬桿進(jìn)入磁場和磁場時的速度相等,即,可得

則桿在磁場內(nèi)必有作減速運動的過程,所以桿剛進(jìn)入磁場

由以上式子可得h需滿足條件:

4

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】美國《大眾科學(xué)》月刊網(wǎng)站報道,明尼蘇達(dá)大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn),一種具有獨特屬性的新型合金能夠?qū)崮苤苯愚D(zhuǎn)化為電能。具體而言,只要略微提高溫度。這種合金就會變成強(qiáng)磁性合金,從而使環(huán)繞它的線圈中產(chǎn)生電流,其簡化模型如圖圖示.A為圓柱型合金材料,B為線圈。套在圓柱形合金材料上,線圈的半徑大于合金材料的半徑,F(xiàn)對A進(jìn)行加熱,則A變成兩端為磁極的強(qiáng)磁合金,下列判斷正確的是

A. B中一定產(chǎn)生逆時針方向的電流

B. B中一定產(chǎn)生順時針方向的電流

C. B線圈一定有收縮的趨勢

D. B線圈一定有擴(kuò)張的趨勢

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,在真空中,半環(huán)狀 MAQPN區(qū)域內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場,磁場方向垂直紙面向外,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=0.5T。外環(huán)的半徑R1=16cm,內(nèi)環(huán)的半徑R2=4cm,外環(huán)和內(nèi)環(huán)的圓心為O,MOQ水平,沿OQ放置有照相底片。有一線狀粒子源放在MN正下方(圖中未畫出),不斷放出初速度均為v0=1.6×106m/s的同種正粒子,并通過MN沿與磁場垂直的方向豎直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場中,最后打到照相底片上,經(jīng)檢驗底片上僅有PQ區(qū)域均被粒子打到。不考慮粒子間的相互作用,粒子重力忽略不計。

(1)求粒子的比荷

(2)若照相底片沿OA放置,求底片上被粒子打到的區(qū)域的長度;

(3)撤去線狀粒子源和照相底片,若該粒子垂直進(jìn)入磁場的速度大小和方向可以任意改變,F(xiàn)要求該粒子從M點進(jìn)入磁場,從Q點離開磁場(該粒子中途未離開磁場區(qū)域),而且在磁場中運動的時間最短,求該粒子從M點進(jìn)入磁場的速度大小以及速度方向與MN夾角的正弦值。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,傾角為30o的粗糙斜面與傾角為60o的足夠長的光滑斜面對接在一起,兩斜面上分別放有質(zhì)量均為m的物塊甲和乙,兩物塊通過一跨過定滑輪的細(xì)線連在一起。在平行于斜面的拉力F的作用下兩物塊均做勻速運動.從圖示位置開始計時,在甲物塊與滑輪相碰前的一段時間內(nèi),下面的圖象中,x表示每個物塊所通過的路程,E表示兩物塊組成的系統(tǒng)的機(jī)械能,Ep表示兩物塊組成的系統(tǒng)的重力勢能,Wf表示甲物塊克服摩擦力所做的功,WF表示拉力F對乙物塊所做的功,則圖象中所反映的關(guān)系可能正確的是(

A.

B.

C.

D.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】關(guān)于天然放射現(xiàn)象,以下敘述正確的是

A. 若使放射性物質(zhì)的溫度升高,其半衰期將減小

B. β衰變中釋放出點子說明原子核內(nèi)有電子

C. αβ衰變中伴隨產(chǎn)生γ射線,衰變前后的核子數(shù)不變但存在質(zhì)量虧損

D. 鈾核衰變?yōu)殂U核的過程中,要經(jīng)過8α衰變和10β衰變

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,質(zhì)量為m108kg的帶電粒子以v02m/s的速度從水平放置的平行金屬板A、B中央飛入電場,已知板長L20cm,板間距離d4cm,當(dāng)A、B間加電壓UAB103V時,帶電粒子恰好沿直線穿過電場(設(shè)此時A板電勢高).求:

(1)帶電粒子的電性和所帶電量;

(2)A、B間所加電壓在什么范圍內(nèi)帶電粒子能從板間飛出?

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,一質(zhì)量為m、帶電量為q的小球用細(xì)線系住,線的一段固在O點,若在空間加上勻強(qiáng)電場,平衡時線與豎直方向成60o角,則電場強(qiáng)度的最小值為(

A. B. C. D.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某實驗小組探究彈簧的勁度系數(shù)k與其長度(圈數(shù))的關(guān)系;實驗裝置如圖(a)所示:一均勻長彈簧豎直懸掛,7個指針P0、P1P2、P3、P4、P5P6分別固定在彈簧上距懸點0、10、20、30、40、50、60圈處;通過旁邊豎直放置的刻度尺,可以讀出指針的位置,P0指向0刻度;設(shè)彈簧下端未掛重物時,各指針的位置記為x0;掛有質(zhì)量為0.100 kg砝碼時,各指針的位置記為x;測量結(jié)果及部分計算結(jié)果如下表所示(n為彈簧的圈數(shù),取重力加速度為9.80 m/s2)。已知實驗所用彈簧的總?cè)?shù)為60,整個彈簧的自由長度為11.88 cm。

(1)將表中數(shù)據(jù)補(bǔ)充完整:____,_____;

(2)n為橫坐標(biāo),1/k為縱坐標(biāo),在圖(b)給出的坐標(biāo)紙上畫出1/kn________

(3)圖(b)中畫出的直線可以近似認(rèn)為通過原點;若從實驗中所用的彈簧截取圈數(shù)為n的一段彈簧,該彈簧的勁度系數(shù)k與其圈數(shù)n的關(guān)系的表達(dá)式為k=______N/m;該彈簧的勁度系數(shù)k與其自由長度l0(單位為m)的表達(dá)式為k=______ N/m。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某同學(xué)用圖甲所示的裝置來探究小車加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系。

(1)用游標(biāo)卡尺測量遮光條的寬度如圖乙所示,其讀數(shù)為_____cm;

(2)為了使細(xì)線對小車的拉力等于小車受到的合力,應(yīng)_____

A.平衡摩擦力

B.調(diào)節(jié)細(xì)線與長木板平行

C.使砝碼及砝碼盤的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量

D.使砝碼及砝碼盤的總質(zhì)量遠(yuǎn)大于小車的質(zhì)量

(3)該同學(xué)完成相關(guān)操作后將小車由靜止釋放,讀出遮光條通過光電門AB的時間分別為t1、t2,測出遮光條的寬度為d,AB之間的距離為x,則小車的加速度a_____(用給定的物理量字母表示);

(4)若保持砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量m不變,改變小車質(zhì)量M,則作出的圖象為_____。

A B、

C、 D、

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