【題目】如圖所示,固定光滑金屬導(dǎo)軌間距為L,導(dǎo)軌電阻不計,上端ab間接有阻值為R的電阻,導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為θ,且處在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B 方向垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場中.質(zhì)量為m、電阻為r的導(dǎo)體棒與固定彈簧相連后放在導(dǎo)軌上.初始時刻,彈簧恰處于自然長度,導(dǎo)體棒具有沿導(dǎo)軌向上的初速度v0.整個運(yùn)動過程中導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸.已知彈簧的勁度系數(shù)為k,彈簧的中心軸線與導(dǎo)軌平行.

(1)求初始時刻通過電阻R的電流I的大小和方向;

(2)當(dāng)導(dǎo)體棒第一次回到初始位置時,速度變?yōu)?/span>v,求此時導(dǎo)體棒的加速度大小a.

【答案】(1)  電流方向為ba (2)gsin θ

【解析】

(1)導(dǎo)體棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為:E1BLv0

根據(jù)閉合電路歐姆定律得通過R的電流大小為:

根據(jù)右手定則判斷得知:電流方向為ba

(2)導(dǎo)體棒第一次回到初始位置時產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為:E2BLv

根據(jù)閉合電路歐姆定律得感應(yīng)電流為:

導(dǎo)體棒受到的安培力大小為:FBIL ,方向沿斜面向上;導(dǎo)體棒受力如圖所示:

根據(jù)牛頓第二定律有:mgsin θFma

解得:agsin θ

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】如圖所示,直角坐標(biāo)系xOy位于豎直平面內(nèi),在x軸下方存在勻強(qiáng)磁場和勻強(qiáng)電場,磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向垂直xOy平面向里,電場線平行于y軸。一質(zhì)量為m、帶電量為 +q的小球,從y軸上的A點水平向右拋出,經(jīng)x軸上M點進(jìn)入電磁場,恰能做勻速圓周運(yùn)動,從x軸上的N點第一次離開電磁場,MN之間的距離為L,小球過M 點時的速度方向與x軸正方向夾角為θ。不計空氣阻力,重力加速度為g,求:

1)電場強(qiáng)度E的大小和方向;

2)小球從A點拋出時初速度v0的大小;

3)現(xiàn)使x軸下方的勻強(qiáng)磁場消失,x軸下方只有平行于y軸的勻強(qiáng)電場,當(dāng)電場強(qiáng)度調(diào)整為多大時能使小球也經(jīng)過N點。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】近年來,京津冀地區(qū)加大了對大氣污染治理工作的力度,空氣質(zhì)量進(jìn)一步好轉(zhuǎn),2018年北京地區(qū)空氣質(zhì)量為優(yōu)良的天數(shù)達(dá)到了227天.空氣中的污染顆粒可用飛行時間質(zhì)譜儀來研究.質(zhì)譜儀通過測量帶電粒子的飛行時間,可以得到粒子的比荷,從而進(jìn)一步研究污染顆粒的特性.

某種型號的飛行時間質(zhì)譜儀結(jié)構(gòu)簡圖如圖所示:主要由脈沖閥,激光器,、兩平行極板間的加速電場,、間的無場漂移區(qū)(該區(qū)域不存在電場)以及緊鄰無場漂移區(qū)的探測器組成,探測器可以接收和觀察帶電粒子.板上的小孔板上小孔的連線垂直于、兩板.已知兩板間距為、電壓為、間的無場漂移區(qū)的長度為

測量時,儀器內(nèi)部處于真空狀態(tài),脈沖閥釋放微量氣體,經(jīng)激光照射,氣體微粒成為帶電粒子,帶電粒子從板上的小孔進(jìn)入電場,從板上小孔射出,沿方向進(jìn)入無場漂移區(qū),然后到達(dá)探測器.忽略帶電粒子進(jìn)入板時的速度,不計粒子所受重力和粒子間的相互作用.

1)試定性描述從小孔到達(dá)探測器的過程中,帶電粒子的速度變化情況;

2)若某帶電粒子從小孔到達(dá)探測器的總飛行時間為,求該粒子的比荷

3)增大帶電粒子在質(zhì)譜儀中的飛行時間,可以提高測量粒子比荷的準(zhǔn)確程度.為了提高測量的準(zhǔn)確程度,在、兩板間電壓不變的情況下,請根據(jù)儀器的工作原理,提出一個改進(jìn)儀器結(jié)構(gòu)的合理設(shè)想.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,AB部分為粗糙的四分之一圓弧軌道,半徑為R,A點與圓心O等高。一質(zhì)量為m的小物體自軌道A點以大小不變的速度v沿軌道運(yùn)動到B點,取小物體在A點開始運(yùn)動時為計時起點,且此時的重力勢能為零,重力加速度為g,則在此過程中(

A.小物體到達(dá)圓弧底端時,重力做功的瞬時功率為0

B.重力做的功大于小物體克服摩擦力做的功

C.t時刻小物體的重力勢能為

D.t時刻小物體的機(jī)械能為

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某實驗小組利用圖甲所示的裝置進(jìn)行探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系的實驗。小車及車中的砝碼質(zhì)量用M表示,鉤碼質(zhì)量用m表示,小車的加速度可由打點計時器打出的點計算出:

實驗時,某同學(xué)沒有進(jìn)行平衡摩擦力這一步驟,他將每組數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上描點、畫線得到a-F圖象,可能是圖乙中的_________圖線;(選填A、B、C

關(guān)于本實驗,下列說法正確的是_________。

A.實驗時應(yīng)先釋放小車后接通電源

B.小車質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于鉤碼的質(zhì)量

C.每次改變小車質(zhì)量時,都應(yīng)重新平衡摩擦力

D.平衡摩擦力時,應(yīng)將鉤碼用細(xì)線繞過定滑輪系在小車上

E.小車運(yùn)動的加速度可用天平測出mM,直接用公式求出

如圖丙為本實驗中得到的一條清晰紙帶,紙帶上兩相鄰計數(shù)點的時間間隔T=0.10s,由該紙帶可求得小車的加速度a=_________m/s2。(計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】楞次在利用如圖所示的裝置探究判斷產(chǎn)生感應(yīng)電流方向的規(guī)律時,下列說法正確的是(

A.線圈中的感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場總是與磁鐵產(chǎn)生的磁場方向相反

B.線圈中的感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場總是與磁鐵產(chǎn)生的磁場方向相同

C.不管哪個磁極在下,只要磁鐵向下插入線圈,線圈中就會產(chǎn)生如圖所示的感應(yīng)電流

D.只有N極在下插入線圈或S極在下拔出線圈時,線圈中才產(chǎn)生如圖所示的感應(yīng)電流

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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的滑塊以初速度v0從固定于地面的斜面底端A開始沖上斜面,到達(dá)某一高度后返回A,斜面與滑塊之間有摩擦.下圖中分別表示它在斜面上運(yùn)動的速度v、加速度a、勢能Ep和機(jī)械能E隨時間的變化圖象,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】如圖矩形區(qū)域abcd為有界勻強(qiáng)電場、勻強(qiáng)磁場的邊界,bd對角線為電場和磁場的分界線,且與bc邊夾角為600,bc=5m,電場強(qiáng)度為E=6.0×104N/C。在bc邊界上P點有一放射源在紙面所在平面內(nèi)向磁場中的個方向發(fā)射質(zhì)量為m=1.0×10-20kg、電荷量為q=1.0×10-12C的正電粒子,bP=。已知射入電場的粒子在磁場中運(yùn)動的最長時間為。求:

1)勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度及粒子的速度大;

2)射入電場的粒子在磁場中運(yùn)動的最短時間及此粒子射出電場的位置

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,MN、PQ是兩根足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌,導(dǎo)軌間距為L=0.5m,導(dǎo)軌所在平面與水平面夾角θ=37°,M、P間接阻值為R=9Ω的電阻。勻強(qiáng)磁場的方向與導(dǎo)軌所在平面垂直,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=2T。質(zhì)量為m=0.1kg、阻值為r=1Ω的金屬棒放在兩導(dǎo)軌上,在平行于導(dǎo)軌的恒定拉力F=1N作用下,從靜止開始向上運(yùn)動。已知金屬棒與導(dǎo)軌始終垂直并且保持良好接觸,導(dǎo)軌電阻不計,導(dǎo)軌和磁場足夠大,重力加速度為g=10m/s2。求:

(1)當(dāng)金屬棒的速度為2m/s2時的加速度;

(2)金屬棒能獲得的最大速度;

(3)若金屬棒從開始運(yùn)動到獲得最大速度在導(dǎo)軌上滑行的距離是2.5m,求這一過程中R上產(chǎn)生的焦耳熱。

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