【題目】如圖,水平面(紙面)內(nèi)間距為l的平行金屬導(dǎo)軌間接一電阻,質(zhì)量為m、長(zhǎng)度為l的金屬桿置于導(dǎo)軌上,t=0時(shí),金屬桿在水平向右、大小為F的恒定拉力作用下由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng),t0時(shí)刻,金屬桿進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,且在磁場(chǎng)中恰好能保持勻速運(yùn)動(dòng).桿與導(dǎo)軌的電阻均忽略不計(jì),兩者始終保持垂直且接觸良好,兩者之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ.重力加速度大小為g.求:
①金屬桿在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的大。
②電阻的阻值.
【答案】解:①根據(jù)牛頓第二定律:F﹣μmg=ma…①
剛進(jìn)磁場(chǎng)時(shí)的速度: …②
感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為: …③
解得: …④
②勻速運(yùn)動(dòng)受力平衡:F=μmg+bIl…⑤
回路電流為: …⑥
得: …⑦
答:①金屬桿在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的大小為 ;②電阻的阻值為 .
【解析】①根據(jù)牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度,再根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律求切割電動(dòng)勢(shì)②進(jìn)入磁場(chǎng)勻速運(yùn)動(dòng)受力平衡求出安培力,結(jié)合閉合電路歐姆定律求電流,即可求電阻;本題是電磁感應(yīng)中的力學(xué)問(wèn)題,知道受力情況,要能熟練運(yùn)用動(dòng)力學(xué)方法求解金屬棒進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度.要知道安培力與速度成正比,都是常用的方法,這些思路要熟悉.
【考點(diǎn)精析】利用安培力對(duì)題目進(jìn)行判斷即可得到答案,需要熟知安培力做功與路徑有關(guān),繞閉合回路一周,安培力做的功可以為正,可以為負(fù),也可以為零,而不像重力和電場(chǎng)力那樣做功總為零.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示的豎直平面內(nèi),水平條形區(qū)域I和Ⅱ內(nèi)有方向垂直豎直面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),其寬度均為d , I和Ⅱ之間有一寬度為h的無(wú)磁場(chǎng)區(qū)域,h>d。一質(zhì)量為m、邊長(zhǎng)為d的正方形線框由距區(qū)域I上邊界某一高度處?kù)o止釋放,在穿過(guò)兩磁場(chǎng)區(qū)域的過(guò)程中,通過(guò)線框的電流及其變化情況相同。重力加速度為g , 空氣阻力忽略不計(jì)。則下列說(shuō)法正確的是( )
A.線框進(jìn)入?yún)^(qū)域I時(shí)與離開(kāi)區(qū)域I時(shí)的電流方向相同
B.線框進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅱ時(shí)與離開(kāi)區(qū)域Ⅱ時(shí)所受安培力的方向相同
C.線框有可能勻速通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域I
D.線框通過(guò)區(qū)域I和區(qū)域Ⅱ產(chǎn)生的總熱量為Q=2mg(d+h)
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】某游樂(lè)園入口旁有一噴泉,噴出的水柱將一質(zhì)量為M的卡通玩具穩(wěn)定地懸停在空中.為計(jì)算方便起見(jiàn),假設(shè)水柱從橫截面積為S的噴口持續(xù)以速度v0豎直向上噴出;玩具底部為平板(面積略大于S);水柱沖擊到玩具底板后,在豎直方向水的速度變?yōu)榱,在水平方向朝四周均勻散開(kāi).忽略空氣阻力.已知水的密度為ρ,重力加速度大小為g.求:
(i)噴泉單位時(shí)間內(nèi)噴出的水的質(zhì)量;
(ii)玩具在空中懸停時(shí),其底面相對(duì)于噴口的高度.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】兩實(shí)心小球甲和乙由同一種材質(zhì)制成,甲球質(zhì)量大于乙球質(zhì)量.兩球在空氣中由靜止下落,假設(shè)它們運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的阻力與球的半徑成正比,與球的速率無(wú)關(guān).若它們下落相同的距離,則( )
A.甲球用的時(shí)間比乙球長(zhǎng)
B.甲球末速度的大小大于乙球末速度的大小
C.甲球加速度的大小小于乙球加速度的大小
D.甲球克服阻力做的功大于乙球克服阻力做的功
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】兩根相距較近的平行直導(dǎo)線,當(dāng)它們通以電流時(shí),會(huì)產(chǎn)生力的作用, 下列說(shuō)法正確的是( )
A.兩電流直接產(chǎn)生力的作用.B.兩電流通過(guò)磁場(chǎng)產(chǎn)生力的作用.
C.若通以同向電流,則互相排斥.D.若通以反向電流,則互相吸引.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,直導(dǎo)線MN豎直放置并通以向上的電流I , 矩形金屬線框abcd與MN處在同一平面,邊ab與MN平行,則( )
A.線框向左平移時(shí),線框中有感應(yīng)電流
B.線框豎直向上平移時(shí),線框中有感應(yīng)電流
C.線框以MN為軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),線框中有感應(yīng)電流
D.MN中電流突然變化時(shí),線框中有感應(yīng)電流
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】下列說(shuō)法中正確的是 ( )
A. 物體所受合外力為零時(shí),物體的速度必為零
B. 物體所受合外力越大,則加速度越大,速度也越大
C. 物體的速度方向一定與物體受到的合外力的方向一致
D. 物體的加速度方向一定與物體所受到的合外力方向相同
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】1831年8月法拉第把兩個(gè)線圈繞在一個(gè)鐵環(huán)上(如圖所示),線圈A接直流電源,線圈B接電流表。他發(fā)現(xiàn),當(dāng)線圈A的電路接通或斷開(kāi)的瞬間,線圈B中產(chǎn)生瞬時(shí)電流。分析這個(gè)實(shí)驗(yàn),下列說(shuō)法中正確的是( )
A.此實(shí)驗(yàn)說(shuō)明線圈B的感應(yīng)電流是由線圈A的磁場(chǎng)變化引起的
B.開(kāi)關(guān)S閉合瞬間,G中的電流方向是b→a
C.若將其中的鐵環(huán)拿走,再做這個(gè)實(shí)驗(yàn),S閉合瞬間,G中沒(méi)有電流
D.若將其中的鐵環(huán)拿走,再做這個(gè)實(shí)驗(yàn),S閉合瞬間,G中仍有電流
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖A.,長(zhǎng)度L=0.8m的光滑桿左端固定一帶正電的點(diǎn)電荷A,其電荷量Q= ;一質(zhì)量m=0.02kg,帶電量為q的小球B套在桿上。將桿沿水平方向固定于某非均勻外電場(chǎng)中,以桿左端為原點(diǎn),沿桿向右為x軸正方向建立坐標(biāo)系。點(diǎn)電荷A對(duì)小球B的作用力隨B位置x的變化關(guān)系如圖B.中曲線I所示,小球B所受水平方向的合力隨B位置x的變化關(guān)系如圖B.中曲線II所示,其中曲線II在0.16≤x≤0.20和x≥0.40范圍可近似看作直線。求:(靜電力常量 )
①小球B所帶電量q;
②非均勻外電場(chǎng)在x=0.3m處沿細(xì)桿方向的電場(chǎng)強(qiáng)度大小E;
③在合電場(chǎng)中,x=0.4m與x=0.6m之間的電勢(shì)差U。
④已知小球在x=0.2m處獲得v=0.4m/s的初速度時(shí),最遠(yuǎn)可以運(yùn)動(dòng)到x=0.4m。若小球在x=0.16m處受到方向向右,大小為0.04N的恒力作用后,由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng),為使小球能離開(kāi)細(xì)桿,恒力作用的做小距離s是多少?
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