【題目】如圖所示,固定在水平面上間距為的兩條平行光滑金屬導(dǎo)軌,垂直于導(dǎo)軌放置的兩根金屬棒長度也為、電阻均為,兩棒與導(dǎo)軌始終接觸良好。兩端通過開關(guān)與電阻為的單匝金屬線圈相連,面積為S0,線圈內(nèi)存在豎直向下均勻增加的磁場,磁通量變化率為常量。圖中兩根金屬棒均處于垂直于導(dǎo)軌平面向下的勻強磁場,磁感應(yīng)強度大小為。MN、的質(zhì)量都為,金屬導(dǎo)軌足夠長,電阻忽略不計。

1)閉合S,若使MN保持靜止,需在其上各加多大的水平恒力,并指出其方向;

2)斷開S,去除MN上的恒力,在上述恒力F作用下,經(jīng)時間t,的加速度為a,求此時MN、棒的速度各為多少;

3)斷開S,固定MN在上述恒力作用下,由靜止開始到速度大小為v的加速過程中安培力做的功為,求流過的電荷量。

【答案】1,方向水平向右;(2;;(3;

【解析】

1)設(shè)線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E,根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可得

設(shè)PQMN并聯(lián)的電阻為R,有

閉合S后,設(shè)線圈中的電流為I,根據(jù)閉合電路的歐姆定律可得:

設(shè)PQ中的電流為IPQ,則

設(shè)PQ受到的安培力為F,有

F=BIPQl

保持PQ靜止,根據(jù)平衡條件可得F=F,聯(lián)立解得

方向水平向右;
同理若使MN保持靜止,需在其上加的水平恒力也為,方向水平向右;

2)設(shè)PQ的速度為v1,MN的速度為v2,則對PQ:

解得

PQMN的整體由動量定理

解得

3)設(shè)PQ由靜止開始到速度大小為v的過程中,PQ運動的位移為x,所用的時間為t,由動能定理

平均感應(yīng)電動勢為

其中

Φ=Blx

PQ中的平均電流為

根據(jù)電流強度的定義式可得

聯(lián)立解得

練習(xí)冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】波輪洗衣機中的脫水筒(如圖所示)在脫水時,衣服緊貼在筒壁上做勻速圓周運動。某洗衣機的主要技術(shù)參數(shù)如表所示。在運行脫水程序時,有一質(zhì)量m=6g的硬幣被甩到筒壁上,隨筒壁一起做勻速圓周運動。下列說法正確的是( 。

A.硬幣受重力、摩擦力、支持力、向心力4個力作用

B.硬幣的角速度大小約為20rad/s

C.硬幣的線速度大小約為9.42m/s

D.筒壁對硬幣的彈力大小約為3.55N

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【題目】一質(zhì)量為2.0×103kg的汽車在水平公路上行駛,路面對輪胎的徑向最大靜摩擦力為1.4×104N,當(dāng)汽車經(jīng)過半徑為80m的彎道時,下列判斷正確的是( )

A. 汽車轉(zhuǎn)彎時所受的力有重力、彈力、摩擦力和向心力

B. 汽車轉(zhuǎn)彎的速度為20m/s時所需的向心力為1.4×104N

C. 汽車轉(zhuǎn)彎的速度為20m/s時汽車會發(fā)生側(cè)滑

D. 汽車能安全轉(zhuǎn)彎的向心加速度不超過7.0m/s2

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】為了驗證機械能守恒定律,某同學(xué)使用如圖所示的氣墊導(dǎo)軌裝置進行實驗.其中G1G2為兩個光電門,它們與數(shù)字計時器相連,當(dāng)滑行器M通過G1、G2光電門時,光束被滑行器M上的擋光片遮擋的時間△t1、△t2都可以被測量并記錄,滑行器連同擋光片的總質(zhì)量為M,擋光片寬度為D,兩光電門中心間的距離為x,牽引砝碼的質(zhì)量為m,細繩不可伸長且其質(zhì)量可以忽略,重力加速度為g.該同學(xué)想在水平的氣墊導(dǎo)軌上,只利用以上儀器,在滑行器通過G1、G2光電門的過程中驗證機械能守恒定律,請回答下列問題:

1)實驗開始應(yīng)先調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌下面的螺母,使氣墊導(dǎo)軌水平.請在以下空白處填寫實驗要求.

在不增加其他測量器材的情況下,調(diào)水平的步驟是:取下牽引砝碼m,接通氣墊導(dǎo)軌裝置的電源,調(diào)節(jié)導(dǎo)軌下面的螺母,若滑行器M放在氣墊導(dǎo)軌上的任意位置都能保持靜止,或者輕推滑行器M,M分別通過光電門G1、G2的時間 ,則導(dǎo)軌水平;

2)當(dāng)氣墊導(dǎo)軌調(diào)水平后,在接下來的實驗操作中,以下操作合理的是

A.擋光片的寬度D應(yīng)盡可能選較小的

B.選用的牽引砝碼的質(zhì)量m應(yīng)遠小于滑行器和擋光片的總質(zhì)量M

C.為了減小實驗誤差,光電門G1、G2的間距x應(yīng)該盡可能大一些

D.用來牽引滑行器M的細繩可以與導(dǎo)軌不平行

3)在每次實驗中,若表達式 (用Mg、m△t1、△t2D、x表示)在誤差允許的范圍內(nèi)成立,則機械能守恒定律成立.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖是靜電噴漆的工作原理圖。工作時,噴槍部分接髙壓電源負(fù)極,工件接正極,噴槍的端部與工件之間就形成靜電場,從噴槍噴出的涂料微粒在電場中運動到工件,并被吸附在工件表面。圖中畫出了部分微粒的軌跡,設(shè)微粒被噴出后只受靜電力作用,( )

A. 微粒的運動軌跡顯示的是電場線的分布情況

B. 微粒向工件運動的過程中所受電場力先減小后增大

C. 在向工件運動的過程中,微粒的動能逐漸減小

D. 在向工件運動的過程中,微粒的電勢能逐漸增大

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】一定量的理想氣體的pV圖像如圖所示,氣體狀態(tài)經(jīng)歷了ABC變化過程,A、BC三個狀態(tài)的有關(guān)參量如圖所示,則氣體在狀態(tài)C的內(nèi)能______________氣體在狀態(tài)A的內(nèi)能(填“>”、“<”或“=”),在ABC過程中,氣體需____________(填“吸熱”或“放熱”),它與外界交換的熱量的絕對值為_____________J。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,MN下方有水平向右的勻強電場,半徑為R、內(nèi)壁光滑、內(nèi)徑很小的絕緣半圓管ADB固定在豎直平面內(nèi),直徑AB垂直于水平虛線MN,圓心OMN上,一質(zhì)量為m、可視為質(zhì)點的、帶電荷量為+q的小球從半圓管的A點由靜止開始滑入管內(nèi),小球從B點穿出后,始終在電場中運動,C(圖中未畫出)為小球在電場內(nèi)水平向左運動位移最大時的位置.已知重力加速度為g,小球離開絕緣半圓管后的加速度大小為.則下列說法正確的是(

A.勻強電場的電場強度大小為

B.小球在管道內(nèi)運動到B點的加速度大小

C.小球從BC過程中做勻變速曲線運動,且水平方向位移為

D.小球在管道內(nèi)由AB過程中的最大速度為

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,底面半徑為R的平底漏斗水平放置,質(zhì)量為m的小球置于底面邊緣緊靠側(cè)壁,漏斗內(nèi)表面光滑,側(cè)壁的傾角為θ,重力加速度為g,F(xiàn)給小球一垂直于半徑向里的某一初速度v0,使之在漏斗底面內(nèi)做圓周運動,則(  )

A.小球一定受到兩個力的作用

B.小球可能受到三個力的作用

C.當(dāng)v0<時,小球?qū)Φ酌娴膲毫榱?/span>

D.當(dāng)v0時,小球?qū)?cè)壁的壓力為零

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】小華在家中找到兩根一樣的輕彈簧裝有水總質(zhì)量的礦泉水瓶、刻度尺、量角器和細繩等器材,設(shè)計如下實驗驗證力的平行四邊形定則。取重力加速度,其操作如下:

a、如圖甲所示,將彈簧上端固定,讓其自然下垂,將礦泉水瓶通過細繩連接在彈簧下端,待礦泉水瓶靜止后用刻度尺測出此時彈簧的長度;

b、如圖乙所示,在細繩和彈簧的掛鉤上涂抹少許潤滑油將細繩搭在掛鉤上,緩慢的拉起彈簧,使彈簧偏離豎直方向夾角為,長度與相等;測出彈簧的長度為及其軸線與豎直方向夾角為

(1)由圖可得_______;

(2)則當(dāng),________時,就驗證了力的平行四邊形定則。

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