(16分)如圖1所示,勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B為0.5T.其方向垂直于傾角為30°的斜面向上。絕緣斜面上固定有形狀的光滑金屬導(dǎo)軌MPN(電阻忽略不計),MP和NP長度均為2.5m,MN連線水平,長為3m。以MN中點(diǎn)O為原點(diǎn)、OP為x軸建立一維坐標(biāo)系Ox。一根粗細(xì)均勻的金屬桿CD,長度d為3m、質(zhì)量m為1kg、電阻R為0.3Ω,在拉力F的作用下,從MN處以恒定的速度v=1m/s,在導(dǎo)軌上沿x軸正向運(yùn)動(金屬桿與導(dǎo)軌接觸良好)。g取10m/s2。

(1)求金屬桿CD運(yùn)動過程中產(chǎn)生產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E及運(yùn)動到處電勢差
(2)推導(dǎo)金屬桿CD從MN處運(yùn)動到P點(diǎn)過程中拉力F與位置坐標(biāo)x的關(guān)系式,并在圖2中畫出F-x關(guān)系圖象;
(3)求金屬桿CD從MN處運(yùn)動到P點(diǎn)的全過程產(chǎn)生的焦耳熱。

(1),;(2)(0≤x≤2);(3)

解析試題分析:
(1)金屬桿CD在勻速運(yùn)動過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢
 (l=d)  (D點(diǎn)電勢高)
當(dāng)x=0.8m時,金屬桿在導(dǎo)軌間的電勢差為零,設(shè)此時桿在導(dǎo)軌外的長度為l
           得 
由楞次定律判斷D點(diǎn)電勢高,故CD兩端電勢差
     
(2)桿在導(dǎo)軌間的長度l與位置x關(guān)系是  
對應(yīng)的電阻Rl為       電流  
桿受的安培力F為  
根據(jù)平衡條件得  
(0≤x≤2)
畫出的F-x圖象如圖所示。

(3)外力F所做的功WF等于F-x圖線下所圍的面積,即

而桿的重力勢能增加量     
故全過程產(chǎn)生的焦耳熱     
考點(diǎn):電磁感應(yīng)現(xiàn)象、能量守恒定律

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:單選題

如右圖所示,有兩根長為L、質(zhì)量為m的細(xì)導(dǎo)體棒a、b,a被水平放置在傾角為45°的光滑斜面上,b被水平固定在與a在同一水平面的另一位置,且a、b平行,它們之間的距離為x.當(dāng)兩細(xì)棒中均通以電流強(qiáng)度為I的同向電流時,a恰能在斜面上保持靜止,則b的電流在a處產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的說法錯誤的是(  )

A.方向向上
B.大小為
C.要使a仍能保持靜止,而減小b在a處的磁感應(yīng)強(qiáng)度,可使b上移
D.若使b下移,a將不能保持靜止

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科目:高中物理 來源: 題型:填空題

如圖,用絕緣絲線將一帶正電的小球N掛在水平橫桿上的P點(diǎn),在N的左側(cè)放置一帶正電的小球M,由于靜電相互作用,N平衡時絲線與豎直方向有一定的偏角。如果M的電荷量加倍,絲線偏角________(選填“變大”、“變小”或“不變”)。如果兩球的電荷量不變,把M向左移動一定距離,N靜止時受到的靜電力____________(選填“變大”、“變小”或“不變”)。

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

如圖所示,物體的重量為2kg,兩根輕繩AB和AC的一端連接于豎直墻上,另一端系于物體上,在物體上另施加一個方向與水平線成θ=60°的拉力F,若要使兩繩都能伸直,求拉力F的大小范圍。

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

如圖所示,質(zhì)量為mB=14kg的木板B放在水平地面上,質(zhì)量為mA=10kg的木箱A放在木板B上。一根輕繩一端拴在木箱上,另一端拴在地面的木樁上,繩繃緊時與水平面的夾角為θ=37°。已知木箱A與木板B之間的動摩擦因數(shù)μ1=0.5,木板B與地面之間的動摩擦因數(shù)μ2=0.4。重力加速度g取10m/s2,F(xiàn)用水平力F將木板B從木箱A下面勻速抽出,試求:(sin37°=0.6,cos37°=0.8)

(1)繩上張力FT的大。
(2)拉力F的大小。

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

如圖所示,質(zhì)量為m的物體,放在一固定斜面上,當(dāng)斜面傾角為300時恰能沿斜面勻速下滑。保持斜面傾角為300,對物體施加一水平向右的恒力F,使物體沿斜面勻速向上滑行,已知重力加速度為g,試求:

(1)物體與斜面間的動摩擦因數(shù)μ;
(2)水平恒力F的大;

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

傾角,質(zhì)量M=5kg的粗糙斜面位于水平地面上,質(zhì)量m=2kg的木塊置于斜面頂端,從靜止開始勻加速下滑,經(jīng)t=2s到達(dá)底端,運(yùn)動路程L=4m,在此過程中斜面保持靜止(),求:

(1)地面對斜面的摩擦力大小與方向;
(2)地面對斜面的支持力大小
(3)通過計算證明木塊在此過程中滿足動能定理。

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

(9分)如下圖所示,線圈abcd每邊長l=0.20 m,線圈質(zhì)量m1=0.10 kg,電阻R=0.10 Ω ,砝碼質(zhì)量m2=0.14 kg.線圈上方的勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5 T,方向垂直線圈平面向里,磁場區(qū)域的寬度為h=l=0.20 m.砝碼從某一位置下降,使ab邊進(jìn)入磁場開始做勻速運(yùn)動.求線圈做勻速運(yùn)動的速度大小.

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

(10分)如圖所示,物體的質(zhì)量為2 kg,兩根輕繩ABAC的一端連接于豎直墻上,另一端系于物體上,在物體上另施加一個方向與水平線成θ=60°的拉力F,若要使兩繩都能伸直,求拉力F的大小范圍.

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同步練習(xí)冊答案