(18)如圖所示,豎直平面內(nèi)有無限長、不計電阻的兩組平行光滑金屬導(dǎo)軌,寬度均為L=0.5m,上方連接一個阻值R=1Ω的定值電阻,虛線下方的區(qū)域內(nèi)存在磁感應(yīng)強度B=2T的勻強磁場.完全相同的兩根金屬桿12靠在導(dǎo)軌上,金屬桿與導(dǎo)軌等寬且與導(dǎo)軌接觸良好,電阻均為r=0.5Ω.將金屬桿1固定在磁場的上邊緣(仍在此磁場內(nèi)),金屬桿2從磁場邊界上方h0=0.8m處由靜止釋放,進入磁場后恰作勻速運動.(g10m/s2)求:

1)金屬桿的質(zhì)量m為多大?

2)若金屬桿2從磁場邊界上方h1=0.2m處由靜止釋放,進入磁場經(jīng)過一段時間后開始勻速運動.在此過程中整個回路產(chǎn)生了1.4J的電熱,則此過程中流過電阻R的電量q為多少?

3)金屬桿2仍然從離開磁場邊界h1=0.2m處由靜止釋放,在金屬桿2進入磁場的同時由靜止釋放金屬桿1,兩金屬桿運動了一段時間后均達到穩(wěn)定狀態(tài),試求兩根金屬桿各自的最大速度.(已知兩個電動勢分別為E1、E2不同的電源串聯(lián)時,電路中總的電動勢E=E1+E2.)

 

【答案】

0.2kg????? 0.65c???? v1=1m/s,v2=3m/s

【解析】

試題分析:1)金屬桿2進入磁場前做自由落體運動,

vm==m/s=4m/s?????????????? 1

金屬桿2進入磁場后受兩個力平衡mg=BIL, 1

? E=BLvm???????????????????????????????????????????????????? 1

?? ???????????????????????????????? (1

解得m===0.2kg?????? 2

金屬桿2從下落到再次勻速運動的過程中,能量守恒(設(shè)金屬桿2在磁場內(nèi)下降h2):?

?????????? mg(h1+h2)=+Q2)?????? (2

解得h2=1=……=1.3m??? 1分)

金屬桿2進入磁場到勻速運動的過程中,,q= ??? 3分)

解得q=c=0.65c? 1分)

3)金屬桿2剛進入磁場時的速度v==m/s=2m/s???

釋放金屬桿1后,兩桿受力情況相同,且都向下加速,合力等于零時速度即最大。

mg=BIL,, E1=BLv1,E2=BLv2???????????????

整理得到:v1+ v2=?????????? 2分)

代入數(shù)據(jù)得v1+ v2=4 m/s

因為兩個金屬桿任何時刻受力情況相同,因此任何時刻兩者的加速度也都相同,在相同時間內(nèi)速度的增量也必相同,即:

v1-0 =v2- v?????????????????? 3分)

代入數(shù)據(jù)得v2= v1+2? (畫出v-t圖,找到兩者速度差值(v2-v1)恒為2m/s的,同樣給分)

聯(lián)立求得:v1=1m/sv2=3m/s????? ??? 2分)

考點:本題考查自由落體運動、功能關(guān)系、感應(yīng)電動勢。

 

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

(共18分)如圖所示,在一光滑的長直軌道上,放著若干完全相同的小木塊,每個小木塊的質(zhì)量均為m,且體積足夠小均能夠看成質(zhì)點,其編號依次為0、1、2、……n……,相鄰各木塊之間的距離分別記作:。在所有木塊都靜止的初始條件下,有一個沿軌道方向水平向右的恒力F持續(xù)作用在0號小木塊上,使其與后面的木塊連接發(fā)生碰撞,假如所有碰撞都是完全非彈性的(碰后合為一體共速運動)。求:

   (1)在0號木塊與1號木塊碰撞后瞬間,其共同速度的表達式;

   (2)若F=10牛,米,那么在2號木塊被碰撞后的瞬間,系統(tǒng)的總動能為多少?

   (3)在F=10牛,米的前提下,為了保持正在運動的物塊系統(tǒng)在每次碰撞之前的瞬間其總動能都為一個恒定的數(shù)值,那么我們應(yīng)該設(shè)計第號和第n號木塊之間距離為多少米?

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科目:高中物理 來源: 題型:

實驗題(18分)

(1)如圖所示為“探究加速度與物體受力與質(zhì)量的關(guān)系”實驗裝置圖。圖中A為小車,B為裝有砝碼的小桶,C為一端帶有定滑輪的長木板,小車通過紙帶與電火花打點計時器相連,計時器接50HZ,交流電。小車的質(zhì)量為m1 ,小桶及砂的質(zhì)量為m2

①下列說法正確的是______。

A.每次改變小車質(zhì)量時,應(yīng)重新平衡摩擦力

B.實驗時應(yīng)先接通打點計時器電源,再釋放小車

C.本實驗m2應(yīng)遠大于m1

D. 在用圖像探究加速度與質(zhì)量關(guān)系時,應(yīng)作a-圖像

②實驗時,某同學(xué)由于疏忽,遺漏了平衡摩擦力這一步驟,他測量得到的a一F圖像,可能是圖中的圖線_______。(選填“甲”、“乙”、“丙”)

③如圖所示為某次實驗得到的紙帶,紙帶中相鄰計數(shù)點間的距離已標出,相鄰計數(shù)點間還有四個點沒有畫出。由此可求得小車的加速度大小________2。(結(jié)果保留二位有效數(shù)字)

 

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科目:高中物理 來源:2012-2013學(xué)年廣東省汕頭市金山中學(xué)高二10月月考物理試卷(帶解析) 題型:計算題

(18分)、如圖所示,絕緣水平面上相k=1.6m的空間內(nèi)存在水平向左的勻強電場,質(zhì)量=0.1kg、帶電量=+1×的滑塊 (視為質(zhì)點) 以=4m/s的初速度沿水平面向右進入電場區(qū)域,滑塊與水平面間的動摩擦因數(shù)=0.4,設(shè)最大靜摩擦力與滑動摩擦力相等。(g取10m/)
(1) 如果滑塊不能離開電場區(qū)域,電場強度的取值范圍多大。 
(2) 如果滑塊能離開電場區(qū)域,請根據(jù)有關(guān)計算討論后在坐標中畫出電場力對滑塊所做的功與電場力的關(guān)系圖象。

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科目:高中物理 來源:2011-2012學(xué)年廣東省高三下學(xué)期綜合測試物理卷(解析版) 題型:實驗題

實驗題(18分)

(1)如圖所示為“探究加速度與物體受力與質(zhì)量的關(guān)系”實驗裝置圖。圖中A為小車,B為裝有砝碼的小桶,C為一端帶有定滑輪的長木板,小車通過紙帶與電火花打點計時器相連,計時器接50HZ,交流電。小車的質(zhì)量為m1 ,小桶及砂的質(zhì)量為m2

①下列說法正確的是______。

A.每次改變小車質(zhì)量時,應(yīng)重新平衡摩擦力

B.實驗時應(yīng)先接通打點計時器電源,再釋放小車

C.本實驗m2應(yīng)遠大于m1

D. 在用圖像探究加速度與質(zhì)量關(guān)系時,應(yīng)作a-圖像

②實驗時,某同學(xué)由于疏忽,遺漏了平衡摩擦力這一步驟,他測量得到的a一F圖像,可能是圖中的圖線_______。(選填“甲”、“乙”、“丙”)

③如圖所示為某次實驗得到的紙帶,紙帶中相鄰計數(shù)點間的距離已標出,相鄰計數(shù)點間還有四個點沒有畫出。由此可求得小車的加速度大小________2。(結(jié)果保留二位有效數(shù)字)

 

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科目:高中物理 來源:北京市宣武區(qū)2010年高三第一次質(zhì)量檢測(理綜)物理部分 題型:計算題

(共18分)如圖所示,在一光滑的長直軌道上,放著若干完全相同的小木塊,每個小木塊的質(zhì)量均為m,且體積足夠小均能夠看成質(zhì)點,其編號依次為0、1、2、……n……,相鄰各木塊之間的距離分別記作:。在所有木塊都靜止的初始條件下,有一個沿軌道方向水平向右的恒力F持續(xù)作用在0號小木塊上,使其與后面的木塊連接發(fā)生碰撞,假如所有碰撞都是完全非彈性的(碰后合為一體共速運動)。求:

   (1)在0號木塊與1號木塊碰撞后瞬間,其共同速度的表達式;

   (2)若F=10牛,米,那么在2號木塊被碰撞后的瞬間,系統(tǒng)的總動能為多少?

   (3)在F=10牛,米的前提下,為了保持正在運動的物塊系統(tǒng)在每次碰撞之前的瞬間其總動能都為一個恒定的數(shù)值,那么我們應(yīng)該設(shè)計第號和第n號木塊之間距離為多少米?

 

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