【題目】如圖所示,傾角為θ=37°足夠長平行導(dǎo)軌頂端bc間、底端ad間分別連一電阻,其阻值為R1=R2=2r,兩導(dǎo)軌間距為L=1m。在導(dǎo)軌與兩個(gè)電阻構(gòu)成的回路中有垂直于軌道平面向下的磁場(chǎng),其磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1=1T。在導(dǎo)軌上橫放一質(zhì)量m=1kg、電阻為r=1Ω、長度也為L的導(dǎo)體棒ef,導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌始終良好接觸,導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.5。在平行導(dǎo)軌的頂端通過導(dǎo)線連接一面積為S=0.5m2、總電阻為r、匝數(shù)N=100的線圈(線圈中軸線沿豎直方向),在線圈內(nèi)加上沿豎直方向,且均勻變化的磁場(chǎng)B2(圖中未畫),連接線圈電路上的開關(guān)K處于斷開狀態(tài),g=10m/s2,不計(jì)導(dǎo)軌電阻。

求:

(1)從靜止釋放導(dǎo)體棒,導(dǎo)體棒能達(dá)到的最大速度是多少?

(2)導(dǎo)體棒從靜止釋放到穩(wěn)定運(yùn)行之后的一段時(shí)間內(nèi),電阻R1上產(chǎn)生的焦耳熱為Q=0.5J,那么導(dǎo)體下滑的距離是多少?

(3)現(xiàn)閉合開關(guān)K,為使導(dǎo)體棒靜止于傾斜導(dǎo)軌上,那么在線圈中所加磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向及變化率大小的取值范圍?

【答案】

【解析】對(duì)導(dǎo)體棒,由牛頓第二定律有

其中

①②,隨著導(dǎo)體棒的速度增大,加速度減小,當(dāng)加速度減至0時(shí),導(dǎo)體棒的速度達(dá)最大

導(dǎo)體棒從靜止釋放到穩(wěn)定運(yùn)行之后的一段時(shí)間內(nèi),由動(dòng)能定理有

根據(jù)功能關(guān)系有

根據(jù)并聯(lián)電路特點(diǎn)得

③④⑤⑥聯(lián)立得

開關(guān)閉合后,導(dǎo)體棒ef受到的安培力

干路電流

電路的總電阻

根據(jù)電路規(guī)律及⑨⑩

聯(lián)立得

當(dāng)安培力較大時(shí)

當(dāng)安培力較小時(shí)

故為使導(dǎo)體棒靜止于傾斜導(dǎo)軌上,磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化的取值范圍為:

根據(jù)楞次定律和安培定則知閉合線圈中所加磁場(chǎng):若方向豎直向上,則均勻減。蝗舴较蜇Q直向下,則均勻增強(qiáng)。

練習(xí)冊(cè)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,一個(gè)厚度不計(jì)橫截面積為S、質(zhì)量為M的汽缸豎直放置,汽缸內(nèi)有質(zhì)量為m的活塞,活塞與汽缸壁無摩擦且不漏氣,汽缸內(nèi)封有一定質(zhì)量的理想氣體,細(xì)線的一端固定在活塞上,另一端固定在天花板上,汽缸和活塞靜止不動(dòng),此時(shí)活塞到汽缸底部的距離為d,現(xiàn)已知大氣壓是p0,氣體的溫度是T0,不計(jì)空氣的阻力。

(1)若把細(xì)線剪斷,保持氣體的溫度不變,求活塞到汽缸底部的距離;

(2)若不把細(xì)線剪斷,改變氣體的溫度也能讓活塞到汽缸底部的距離與(i)中相同,則氣體的溫度是多少?

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖(甲)所示,地面上有一長為l=1m,高為h=0.8m,質(zhì)量M=2kg的木板,木板的右側(cè)放置一個(gè)質(zhì)量為m=1kg的木塊(可視為質(zhì)點(diǎn)),已知木板與木塊之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ1=0.4,木板與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ2=0.6,初始時(shí)兩者均靜止,F(xiàn)對(duì)木板施加一水平向右的拉力F,拉力F隨時(shí)間的變化如圖(乙)所示,取g10 m/s2。求:

1)前2s木板的加速度;

2)木塊落地時(shí)距離木板左側(cè)的水平距離。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】已知地磁場(chǎng)類似于條形磁鐵產(chǎn)生的磁場(chǎng),地磁N極位于地理南極。如圖所示,在湖北某中學(xué)實(shí)驗(yàn)室的水平桌面上,放置邊長為L的正方形閉合導(dǎo)體線框abcd,線框的ad邊沿南北方向,ab邊沿東西方向,下列說法正確的是

A. 若使線框向東平移,則a點(diǎn)電勢(shì)比d點(diǎn)電勢(shì)低

B. 若使線框向北平移,則a點(diǎn)電勢(shì)等于b點(diǎn)電勢(shì)

C. 若以ad邊為軸,將線框向上翻轉(zhuǎn)90°,則翻轉(zhuǎn)過程線框中電流方向始終為adcb方向

D. 若以ab邊為軸,將線框向上翻轉(zhuǎn)90°,則翻轉(zhuǎn)過程線框中電流方向始終為adcb方向

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】圖所示,固定的傾斜光滑桿上套有一個(gè)質(zhì)量為m的圓環(huán),圓環(huán)與一彈性橡皮繩相連,橡皮繩的另一端固定在地面上的A點(diǎn),橡皮繩豎直時(shí)處于原長h。讓圓環(huán)沿桿滑下,滑到桿的底端時(shí)速度為零。則在圓環(huán)下滑過程中 (整個(gè)過程中橡皮繩始終處于彈性限度內(nèi))(

A.橡皮繩的彈性勢(shì)能一直增大

B.圓環(huán)的機(jī)械能先不變后減小

C.橡皮繩的彈性勢(shì)能增加了mgh

D.橡皮繩再次到達(dá)原長時(shí)圓環(huán)動(dòng)能最大

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,一氣缸固定在水平地面上,通過活塞封閉有一定質(zhì)量的理想氣體,活塞與缸壁的摩擦可忽略不計(jì),活塞的截面積S100cm2。活塞與水平平臺(tái)上的物塊A用水平輕桿連接,在平臺(tái)上有另一物塊B,AB的質(zhì)量均為m625kg,物塊與平臺(tái)間的摩擦因數(shù)μ08。兩物塊間距為d10cm。開始時(shí)活塞距缸底L110cm,缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)p1等于外界大氣壓強(qiáng)p01×105Pa,溫度t127,F(xiàn)對(duì)氣缸內(nèi)的氣體緩慢加熱,g10m/s2求:

物塊A開始移動(dòng)時(shí),氣缸內(nèi)的溫度;

物塊B開始移動(dòng)時(shí),氣缸內(nèi)的溫度。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】分子甲固定在O點(diǎn),分子乙從無限遠(yuǎn)處向甲運(yùn)動(dòng),兩分子間的分子力F與分子間距離r的關(guān)系圖線如圖所示。下列說法正確的是(  )

A. 當(dāng)r大于r2時(shí),分子間的作用力表現(xiàn)為引力

B. 當(dāng)r小于r2時(shí),分子間的作用力表現(xiàn)為斥力

C. 當(dāng)r等于r2時(shí),分子乙的勢(shì)能最小

D. 當(dāng)r等于r1時(shí),分子乙的動(dòng)能最小

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】將一均勻?qū)Ь圍成一圓心角為90°的扇形導(dǎo)線框OMN,其中OMONR,圓弧MN的圓心為O點(diǎn),將導(dǎo)線框的O點(diǎn)置于如圖所示的直角坐標(biāo)系的原點(diǎn),其中第二和第四象限存在垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),其磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,第三象限存在垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為2B.t0時(shí)刻開始讓導(dǎo)線框以O點(diǎn)為圓心,以恒定的角速度ω沿逆時(shí)針方向做勻速圓周運(yùn)動(dòng),假定沿ONM方向的電流為正,則線框中的電流i隨時(shí)間t的變化規(guī)律描繪正確的是

A. B. C. D.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,ABCD A、BC、D位于同一半徑為r 的豎直圓上,在C點(diǎn)有一固定點(diǎn)電荷,電荷量為+Q,現(xiàn)從A 點(diǎn)將一質(zhì)量為m,電荷量為+q 的點(diǎn)電荷由靜止釋放,該電荷沿光滑絕緣軌道ADB運(yùn)動(dòng)到D 點(diǎn)時(shí)速度為g 為重力加速度),規(guī)定電場(chǎng)中B點(diǎn)的電勢(shì)為零,則在+Q 形成的電場(chǎng)中

A. A 點(diǎn)電勢(shì)等于O 點(diǎn)電勢(shì)

B. D 點(diǎn)電勢(shì)為-

C. O 點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小是B 點(diǎn)的2

D. 點(diǎn)電荷q D 點(diǎn)具有的電勢(shì)能為-

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