【題目】兩根足夠長平行金屬導軌MN、PQ固定在傾角的光滑絕緣斜面上,頂部接有一阻值R=3Ω的定值電阻,下端開口,軌道間距L=1m.整個裝置處于磁感應(yīng)強度B=2T的勻強磁場中,磁場方向垂直斜面向上.質(zhì)量m=1kg的金屬棒ab,由靜止釋放后沿導軌運動,運動時始終垂直于導軌,且與導軌接觸良好。從金屬棒ab開始運動至達到最大速度過程中,金屬棒下降的豎直高度為h=3m,金屬棒ab在導軌之間的電阻,電路中其余電阻不計, ,取.求:

1)金屬棒ab達到的最大速度

2)金屬棒ab沿導軌向下運動速度時的加速度大;

3)從金屬棒ab開始運動至達到最大速度過程中,電阻R上產(chǎn)生的熱量;

【答案】1,(2,(3.

【解析】1當加速度為零時達到最大速度,根據(jù)平衡條件、法拉第電磁感應(yīng)定律和閉合電路歐姆定律即可求解最大速度;2)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律、閉合電路歐姆定律和牛頓第二定律即可求解此時加速度的大;(3從金屬棒ab開始運動至達到最大速度過程中由能量守恒定律求出回路中產(chǎn)生的總熱量,根據(jù)串聯(lián)電路的特點:回路中流過所有電阻的電流相等,故在相同時間內(nèi)每個電阻產(chǎn)生的熱量與該電阻成正比.

1金屬棒由靜止釋放后,在重力、軌道支持力和安培力作用下沿斜面做變加速運動,加速度不斷減小,當加速度為零時達到最大速度后保持勻速運動

由平衡條件得

金屬棒ab產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為

感應(yīng)電流為

金屬棒ab受到的安培力

聯(lián)立解得金屬棒ab達到的最大速度

2當速度為時,金屬棒ab產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢

感應(yīng)電流為

金屬棒ab到的安培力

代入數(shù)據(jù)解得

由牛頓第二定律得:

解得

3從金屬棒ab開始運動至達到最大速度過程中由能量守恒定律得:

解得產(chǎn)生的總熱量為Q=12J

根據(jù)可知電阻R上產(chǎn)生的熱量

代入數(shù)據(jù)可得

練習冊系列答案
相關(guān)習題

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【題目】如圖所示,一根長0.1 m的細線,一端系著一個質(zhì)量為0.25 kg的小球,拉住線的另一端,使球在光滑的水平桌面上做勻速圓周運動,使小球的轉(zhuǎn)速很緩慢地增加,當小球的角速度增加到開始時角速度的2倍時,細線斷開,線斷開前的瞬間線受到的拉力比開始時大30 N,求:

(1)線斷開前的瞬間,線受到的拉力大;

(2)線斷開的瞬間,小球運動的線速度;

(3)如果小球離開桌面時,速度方向與桌邊線的夾角為53°,桌面高出地面0.8 m,則小球飛出后的落地點距桌邊線的水平距離.

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【題目】如圖,一光滑的輕滑輪用細繩OO'懸掛于O點;另一細繩跨過滑輪,其一端懸掛物塊a,另一端系一位于水平粗糙桌面上的物塊b。外力F向右上方拉b,整個系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)。若F方向不變,大小在一定范圍內(nèi)變化,物塊b仍始終保持靜止,則(

A. OO'的張力也在一定范圍內(nèi)變化

B. 物塊b所受到的支持力也在一定范圍內(nèi)變化

C. 連接ab的繩的張力也在一定范圍內(nèi)變化

D. 物塊b與桌面間的摩擦力也在一定范圍內(nèi)變化

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【題目】如圖所示為靜電除塵機理圖,廢氣先經(jīng)過一個機械過濾裝置再進入靜電除塵區(qū),放電極和集塵極加上高壓電場,使塵埃帶上負電,塵埃只在電場力的作用下向集塵極遷移并沉積,達到除塵目的,圖中虛線為電場線(方向未標出)。不考慮塵埃在遷移過程中的相互作用和電量變化,則(

A. 電場線方向由集塵極指向放電極

B. 圖中A點場強小于B點場強

C. 沿水平方向進入的塵埃在遷移過程中可以做類平拋運動

D. 塵埃在遷移過程中電勢能減小

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖甲所示,半徑為r帶小缺口的剛性金屬圓環(huán)固定在豎直平面內(nèi),在圓環(huán)的缺口兩端用導線分別與兩塊水平放置的平行金屬板A、B連接,兩板間距為d且足夠大.有一變化的磁場垂直于圓環(huán)平面,規(guī)定向里為正,其變化規(guī)律如圖乙所示.在平行金屬板A、B正中間有一電荷量為q的帶電液滴,液滴在0內(nèi)處于靜止狀態(tài).重力加速度為g.下列說法正確的是(  )

A. 液滴帶負電

B. 液滴的質(zhì)量為

C. 時液滴的運動方向改變

D. tT時液滴與初始位置相距

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【題目】如圖所示,兩個傾角相同的滑竿上分別套有A、B兩個質(zhì)量均為m圓環(huán),兩個圓環(huán)上分別用細線懸吊兩個質(zhì)量均為M的物體CD,當它們都沿滑竿向下滑動并保持相對靜止時,A的懸線與桿垂直,B的懸線豎直向下.下列結(jié)論正確的是( 。

A. A環(huán)受滑竿的作用力大小為(m+Mgcosθ

B. B環(huán)受到的摩擦力f=mgsinθ

C. C球的加速度a=gsinθ

D. D受懸線的拉力T=Mg

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】光滑水平地面上固定著一帶滑輪的豎直硬桿,一根輕繩的一端系著小滑塊,另一端繞過滑輪,如圖所示,現(xiàn)用恒力水平向左拉小滑塊的同時,用恒力拉繩子的另一端,使滑塊從A點由靜止開始沿地面向右運動,已知BCA點右方的兩點,且AB=2BC,小滑塊到達A點時繩子與水平方向的夾角為30°,小滑塊到達B點時繩子與水平方向的夾角為45°,不計滑輪大小以及繩子與滑輪的摩擦,則以下說法正確的是

A. 滑塊從A點運動到C點加速度先變小再變大

B. 滑塊從A點運動到B點恒力做的功是從B點運動到C點做的功的2

C. 滑塊從A點到C點克服恒力做功的功率先增大后減小

D. 若定滑輪的高度為H,物塊到達B點時動能為

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【題目】如圖所示,在豎直放置的圓柱形容器內(nèi)用質(zhì)量為m的活塞密封一部分氣體,活塞與容器壁間能無摩擦滑動,容器的橫截面積為S.開始時氣體的溫度為T0,活塞與容器底的距離為h0.現(xiàn)將整個裝置放在大氣壓恒為p0的空氣中,當氣體從外界吸收熱量Q后,活塞緩慢上升d后再次平衡,求:

(1)外界空氣的溫度是多少?

(2)在此過程中的密閉氣體的內(nèi)能增加了多少?

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【題目】如圖所示,傾角為37°的粗糙斜面的底端有一質(zhì)量m=1 kg的凹形小滑塊,小滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)μ=0.25.現(xiàn)小滑塊以某一初速度v從斜面底端上滑,同時在斜面底端正上方有一小球以v0水平拋出,經(jīng)過0.4 s,小球恰好垂直斜面方向落入凹槽,此時,小滑塊還在上滑過程中.已知sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g10 m/s2.求:

(1)滑塊上滑時的加速度大小a;

(2)小球水平拋出的速度大小v0;

(3)小滑塊的初速度大小v.

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