【題目】如圖所示,兩根平行光滑的金屬導(dǎo)軌MN、PQ放在水平面上,左端向上彎曲,導(dǎo)軌間距為L,電阻不計(jì)。水平段導(dǎo)軌所處空間存在方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。導(dǎo)體棒a和b的質(zhì)量均為m,電阻值分別為Ra=R,,Rb=2R.。b棒放置在水平導(dǎo)軌上且距彎曲軌道底部Lo處,a棒在彎曲軌道上距水平面h高度處由靜止釋放。運(yùn)動(dòng)過程中導(dǎo)軌棒和導(dǎo)軌接觸良好且始終和導(dǎo)軌垂直,重力加速度為g。求:

(1)a棒剛進(jìn)入磁場時(shí)受到的安培力?

(2)從a棒開始下落到最終穩(wěn)定的過程中,a棒上產(chǎn)生的內(nèi)能?

(3)當(dāng)a、b棒運(yùn)動(dòng)最終穩(wěn)定時(shí),a、b棒間距?

【答案】(1) (2) (3)

【解析】1)設(shè)a棒剛進(jìn)入磁場時(shí)的速度為V,從開始下落到剛進(jìn)入磁場:

mgh =mv2

a棒切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢E=BLv

根據(jù)閉合電路歐姆定律

a 棒受到的安培力F=BIL

2a 、 b 棒均受安培力作用,大小相等,方向相反,所以a棒和b棒組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒。設(shè)兩棒最終穩(wěn)定速度為v1,

mv=2mv1

a棒產(chǎn)生內(nèi)能為Ea b棒產(chǎn)生內(nèi)能為Eb

根據(jù)能量守恒: mv2=2mv12+Ea+Eb

Eb=2Ea-

Ea=mgh

3a棒受安培力作用,從開始進(jìn)入磁場至最終穩(wěn)定速度,由動(dòng)量定理:

-B I 平均 L t=mv1-mv

I平均t =q

q 為通過a棒的總電量

分析a、b棒運(yùn)動(dòng)得:E平均=BLVa平均 –BLVb平均

Xa平均=V平均 t

Xb平均=V平均 t

則:

最終ab棒間距為Xab=Lo-( Xa –Xb)

Xab =

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,n匝矩形閉合導(dǎo)線框ABCD處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的水平勻強(qiáng)磁場中,線框面積為S,電阻不計(jì)。線框繞垂直于磁場的軸OO′以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng),并與理想變壓器原線圈相連,變壓器副線圈接入一只額定電壓為U的燈泡,燈泡正常發(fā)光。從線圈通過中性面開始計(jì)時(shí),下列說法正確的是 ( )

A. 圖示位置穿過線框的磁通量變化率最大

B. 燈泡中的電流方向每秒改變

C. 線框中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢的表達(dá)式為enBSωsinωt

D. 變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】圖示為“探究合力功與物體動(dòng)能變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置,只改變重物的質(zhì)量進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn),每次小車都從同一位置A由靜止釋放。請回答下列問題:

1)用螺旋測微器測量遮光條的寬度d,其示數(shù)如圖所示,則d = __________mm。

2)按正確實(shí)驗(yàn)操作后,為了盡可能減小實(shí)驗(yàn)誤差,若傳感器的示數(shù)為F,小車總質(zhì)量為M,重物的總質(zhì)量為m,A、B兩點(diǎn)間的距離為L,遮光條通過光電門的時(shí)間為t,則需要測量的物理量是______。(填選項(xiàng))

AM、m、L BF、M、L、t CF、m、L、t DF、M、L

3)在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi), 關(guān)系式 ______________________成立。(用測量的物理量表示)

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】我國航天員漫步太空已變成現(xiàn)實(shí)。已知飛船在航天員出艙前先要“減壓”,在航天員從太空返回進(jìn)入航天器后要“升壓”,因此飛船將此設(shè)施專門做成了一個(gè)艙,叫“氣閘艙”,其原理圖如圖所示,相通的艙AB間裝有閥門K,指令艙A中充滿氣體,氣閘艙B內(nèi)為真空,整個(gè)系統(tǒng)與外界沒有熱交換。打開閥門K后,A中的氣體進(jìn)入B中,最終達(dá)到平衡。若將此氣體近似看成為理想氣體,則下列說法正確的是__________ 。

A. 氣體體積膨脹,對外做功,內(nèi)能減小

B. 氣體體積變大,氣體分子單位時(shí)間對氣缸壁單位面積碰撞的次數(shù)將變少

C. 氣體并沒有對外做功,氣體內(nèi)能不變

D. B中氣體不可能自發(fā)地全部退回到A

E. 氣體溫度變小,體積增大,壓強(qiáng)減小

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】下列說法中正確的是( )

A. 在康普頓效應(yīng)中,當(dāng)入射光子與晶體中的電子碰撞時(shí),把一部分能量轉(zhuǎn)移給電子,因此光子散射后波長變短

B. 結(jié)合能越大,原子核中核子結(jié)合得越牢固,原子核越穩(wěn)定

C. 若要使處于能級n=3的氫原子電離,可以采用兩種方法:一是用能量為的電子撞擊氫原子二是用能量為的光子照射氫原子

D. 由于核力的作用范圍是有限的以及核力的飽和性,不可能無節(jié)制地增大原子核而仍能使其穩(wěn)定

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器做“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”的實(shí)驗(yàn):在小車A的前端粘有橡皮泥,推動(dòng)小車A使之做勻速運(yùn)動(dòng),然后與原來靜止的小車B相碰并粘合成一體,繼續(xù)做勻速運(yùn)動(dòng).他設(shè)計(jì)的具體裝置如圖甲所示,在小車后連接著紙帶,電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的電源頻率為50 Hz,長木板墊著小木片以平衡摩擦力.

(1)若已得到打點(diǎn)紙帶如圖乙所示,并測得各計(jì)數(shù)點(diǎn)間距(標(biāo)在圖上)A為運(yùn)動(dòng)起點(diǎn),則應(yīng)該選擇________段來計(jì)算A碰前的速度,應(yīng)選擇________段來計(jì)算AB碰后的共同速度.(以上空格選填“AB、BC、CDDE)

(2)已測得小車A的質(zhì)量m10.40 kg,小車B的質(zhì)量m20.20 kg,由以上測量結(jié)果可得碰前m1v0________ kg·m/s;碰后(m1m2)v________ kg·m/s.(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)由此得出結(jié)論________________

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,遙控電動(dòng)賽車(可視為質(zhì)點(diǎn))從A點(diǎn)由靜止出發(fā),經(jīng)過時(shí)間t后關(guān)閉電動(dòng)機(jī),賽車?yán)^續(xù)前進(jìn)至B點(diǎn)后水平飛出,恰好在C點(diǎn)沿著切線方向進(jìn)入固定在豎直平面內(nèi)的圓形光滑軌道,通過軌道最高點(diǎn)D后回到水平地面EF上,E點(diǎn)為圓形軌道的最低點(diǎn)。已知賽車在水平軌道AB部分運(yùn)動(dòng)時(shí)受到恒定阻力f=0.5N,賽車的質(zhì)量m=0.8kg,通電后賽車的電動(dòng)機(jī)以額定功率P=4W工作,軌道AB的長度L=4 m,B、C兩點(diǎn)的高度差h=0.45m,賽車在C點(diǎn)的速度vc=5m/s,圓形軌道的半徑R=0.5m。不計(jì)空氣阻力。g=10m/s2。求:

(1)賽車運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)速度vB是多大?

(2)連線CO和豎直方向的夾角α的大。

(3)賽車電動(dòng)機(jī)工作的時(shí)間t是多大?

(4)賽車經(jīng)過最高點(diǎn)D處時(shí)受到軌道對它壓力ND的大小?

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,在斯特林循環(huán)的P-V圖象中,一定質(zhì)量理想氣體從狀態(tài)a依次經(jīng)過狀態(tài)b、c和d后再回到狀態(tài)a,整個(gè)過程由兩個(gè)等溫和兩個(gè)等容過程組成。下列說法正確的是。(填正確答案標(biāo)號。選對1個(gè)得2分,選對2個(gè)得4分,選對3個(gè)得5分。每錯(cuò)選一個(gè)扣3分,最低得分為0分)

A. 從a到b,氣體得溫度一直升高

B. 從b到c,氣體與外界無熱量交換

C. 從c到d,氣體對外放熱

D. 從d到a,單位體積中的氣體分子數(shù)目增大

E. 從b到c氣體吸收得熱量與從d到a氣體氣體放出得熱量相同

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】圖甲是“研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)裝置圖。

(1)圖乙是正確實(shí)驗(yàn)取得的數(shù)據(jù),其中O為拋出點(diǎn),則此小球作平拋運(yùn)動(dòng)的初速度為________m/s(g取9.8m/s2);

(2)另一個(gè)同學(xué)做實(shí)驗(yàn)時(shí),將白紙換成方格紙,每小格的邊長L=5cm,通過實(shí)驗(yàn),記錄了小球在運(yùn)動(dòng)途中的三個(gè)位置.如圖丙所示,則該小球做平拋運(yùn)動(dòng)經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)的速度為________m/s(9取1om/s2).

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同步練習(xí)冊答案