【題目】如圖所示,在水平面內(nèi)固定一光滑的足夠長的“U”型金屬導(dǎo)軌,導(dǎo)軌間距L=1m,整個裝置處在豎直向下的勻強磁場中,磁感強度B=0.5T.一質(zhì)量為m=1.5kg的導(dǎo)體棒以a=2m/s2的加速度從靜止開始向右做切割磁感線運動,導(dǎo)體棒在回路中的電阻r=0.3Ω,定值電阻R=0.2Ω,其余電阻忽略不計.求:

(1)從運動開始2秒的時間內(nèi),回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大?

(2)2秒時導(dǎo)體棒兩端的電壓和R上的電功率大小?

(3)2秒時,作用在導(dǎo)體棒上的拉力F的大。

(4)從運動開始2秒的時間內(nèi),作用在導(dǎo)體棒上的拉力F36J功,求導(dǎo)體棒中產(chǎn)生的熱量是多少?

【答案】(1)1V;(2)3.2W;(3)5N (4)14.4J

【解析】

(1)2s內(nèi)的位移:x=at2/2=4m

回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢:E=BxL/t=0.5×4/2=1V;

(2)2s時電路中的電流:

導(dǎo)體棒兩端電壓:U=IR=4×0.2=0.8V,

R上消耗的電功率為:P=I2R=42×0.2=3.2W;

(3)安培力:FB=BIL=0.5×4×1=2N, 由左手定則可知,安培力向左,

由牛二定律得:F-FB=ma,F(xiàn)=5N 方向水平向右.

(4)由能量守恒定律得:

代入數(shù)據(jù)解得:Q=24J,

則導(dǎo)體棒中產(chǎn)生的熱量

故本題答案是:(1)1V;(2)3.2W;(3)5N (4)14.4J

練習(xí)冊系列答案
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【題目】如圖所示,在一個邊長為l的菱形區(qū)域內(nèi),有垂直于紙面的勻強磁場,磁感應(yīng)強度大小為B,菱形的一個銳角為60°.在菱形中心有一粒子源S,向紙面內(nèi)各個方向發(fā)射速度大小相同的同種帶電粒子,這些粒子電量為q、質(zhì)量為m.如果要求菱形內(nèi)的所有區(qū)域都能夠有粒子到達,則下列粒子速度能夠滿足要求的有(  。

A. B.

C. D.

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【題目】如圖所示,在勻速轉(zhuǎn)動的洗衣機脫水桶內(nèi)壁上,有一件濕衣服隨圓桶一起轉(zhuǎn)動而未滑動,則(

A. 圓桶轉(zhuǎn)速足夠大時,衣服上的水滴將做離心運動

B. 衣服隨圓桶做圓周運動的向心力由靜摩擦力提供

C. 圓桶轉(zhuǎn)速增大,衣服對桶壁的壓力始終不變

D. 圓桶轉(zhuǎn)速增大以后,衣服所受摩擦力也增大

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【題目】如圖所示,水平轉(zhuǎn)盤可繞豎直中心軸轉(zhuǎn)動,盤上疊放著質(zhì)量均為m=1kgA、B兩個物塊,B物塊用長為l=0.25m 的細線與固定在轉(zhuǎn)盤中心處的力傳感器相連,兩個物塊和傳感器的大小均可不計.細線能承受的最大拉力為Fm=8N.A、B間的動摩擦因數(shù)為=0.4,B與轉(zhuǎn)盤間的動摩擦因數(shù)為=0.1,且可認為最大靜摩擦力等于滑動摩擦力.轉(zhuǎn)盤靜止時,細線剛好伸直,傳感器的讀數(shù)為零.當轉(zhuǎn)盤以不同的角速度勻速轉(zhuǎn)動時,傳感器上就會顯示相應(yīng)的讀數(shù)F.試通過計算在如圖2 坐標系中作出F-ω圖象.(g=10m/s) (要求寫出必要的計算過程)

(1)A物塊能隨轉(zhuǎn)盤做勻速轉(zhuǎn)動的最大角速度;

(2)隨著轉(zhuǎn)盤角速度增加,細線中剛好產(chǎn)生張力時轉(zhuǎn)盤的角速度多大?

(3)試通過計算寫出傳感器讀數(shù)F能隨轉(zhuǎn)盤角速度ω變化的函數(shù)關(guān)系式,并在如圖2坐標系中作出F-ω圖 .

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【題目】我國將于2022年舉辦冬奧會,跳臺滑雪是其中最具觀賞性的項目之一.如圖所示,質(zhì)量kg的運動員從長直助滑道ABA處由靜止開始,在無助力的情況下以加速度m/s2勻加速滑下,到達B點時速度m/s,AB的豎直高度差m.為了改變運動員的運動方向,在助滑道與起跳臺D點之間用一段彎曲滑道BCD銜接,BC點的高度差m,CD點的高度差m,忽略BCD上的摩擦(m/s2).求:

(1)運動員離開起跳臺時的速度

(2)AB段的傾斜角度;

(3)運動員在AB段下滑時受到阻力Ff的大;

(4)實際上,BCD段上的摩擦力,以及運動過程中的空氣阻力是不可避免的.運動員為了能在離開跳臺后,跳得更高,如果你是教練員,請用學(xué)習(xí)過的物理知識指導(dǎo)運動員(至少提出兩點意見).

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【題目】半徑為R的圓桶固定在小車上,有一個光滑的小球靜止在圓桶最低點,如圖所示小車以速度v向右勻速運動,當小車遇到障礙物時,突然停止運動,在這之后,關(guān)于小球在圓桶中上升的高度的判斷,正確的是

A. 不可能等于 B. 不可能大于 C. 不可能小于 D. 不可能等于2R

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【題目】在做“研究勻變速直線運動”的實驗中,已知打點計時器所用交流電的頻率為50Hz如圖所示為實驗所打出的一段紙帶,在順次打出的點中,從O點開始每5個打點間隔取1個計數(shù)點,分別記為AB、C、D相鄰計數(shù)點間的距離已在圖中標出,則打點計時器打下計數(shù)點C時,小車的瞬時速度v= m/s;小車的加速度a= m/s2

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B. 發(fā)射速度只有達到第三宇宙速度才可以

C. 發(fā)射速度應(yīng)大于第二宇宙速度而小于第三宇宙速度

D. 火星探測器環(huán)繞火星運行的最大速度為地球第一宇宙速度的

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