(14分)如圖,水平面內(nèi)有一光滑金屬導(dǎo)軌,其MN、PQ邊的電阻不計(jì),MP邊的電阻阻值R=1.5Ω,MN與MP的夾角為135°,PQ與MP垂直,MP邊長(zhǎng)度小于1m。將質(zhì)量m=2kg,電阻不計(jì)的足夠長(zhǎng)直導(dǎo)體棒擱在導(dǎo)軌上,并與MP平行。棒與MN、PQ交點(diǎn)G、H間的距離L=4m.空間存在垂直于導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T。在外力作用下,棒由GH處以一定的初速度向左做直線運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)時(shí)回路中的電流強(qiáng)度始終與初始時(shí)的電流強(qiáng)度相等。

(1)若初速度v1=3m/s,求棒在GH處所受的安培力大小FA。
(2)若初速度v2=1.5m/s,求棒向左移動(dòng)距離2m到達(dá)EF所需時(shí)間Δt。
(3)在棒由GH處向左移動(dòng)2m到達(dá)EF處的過(guò)程中,外力做功W=7J,求初速度v3。
(1)(2)(3)

試題分析:(1)導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)
感應(yīng)電流
金屬棒受到安培力
(2)運(yùn)動(dòng)過(guò)程電流始終不變,而電阻不變,即感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不變。初始感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)
所以平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)
根據(jù)幾何關(guān)系可得從GH到EF,線框面積變化量
代入計(jì)算可得運(yùn)動(dòng)時(shí)間
(3)根據(jù)幾何關(guān)系可得
根據(jù)運(yùn)動(dòng)過(guò)程電流不變判斷電動(dòng)勢(shì)不變,設(shè)末速度為,則有

可得
運(yùn)動(dòng)過(guò)程電流
電動(dòng)勢(shì)
運(yùn)動(dòng)時(shí)間
克服安培力做功
根據(jù)動(dòng)能定理有
整理可得(舍去)
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

在探究功與物體速度變化的關(guān)系實(shí)驗(yàn)中,某同學(xué)在一次實(shí)驗(yàn)中得到了一條如圖所示的紙帶,這條紙帶上的點(diǎn)兩端較密,中間疏,出現(xiàn)這種情況的原因可能是(  )
A.電源的頻率不穩(wěn)定
B.木板傾斜程度太大
C.沒(méi)有使木板傾斜或傾斜角度太小
D.是由于橡皮筋的拉伸程度過(guò)大而導(dǎo)致的

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:計(jì)算題

(13分)如圖所示,邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形導(dǎo)線框abcd,質(zhì)量為m、電阻為R,垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域?qū)挾葹镠(H>L),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B. 線框豎直上拋,線框ab邊向上離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)的速率是進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速率的一半,線框離開(kāi)磁場(chǎng)后繼續(xù)上升一段高度,然后落下并勻速進(jìn)入磁場(chǎng).不計(jì)空氣阻力,整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中線框不轉(zhuǎn)動(dòng).求線框向上

(1)ab邊離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)的速率;
(2)通過(guò)磁場(chǎng)過(guò)程中安培力所做的功;
(3)完全進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程中所通過(guò)橫截面的電荷量.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:計(jì)算題

如圖所示,一質(zhì)量為3 kg的平板車M放在光滑水平面上,在其右端放一質(zhì)量為2 kg的小木塊m,木塊與平板車間動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.5,現(xiàn)給木塊和平板車以大小相等、方向相反的初速度v0=3 m/s,(g取10 m/s2)求:

(1)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中小木塊不滑出平板車,平板車至少多長(zhǎng);
(2)從地面上看,小木塊向左運(yùn)動(dòng)到離出發(fā)點(diǎn)最遠(yuǎn)處時(shí),平板車向右運(yùn)動(dòng)位移大。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

如圖所示,在抗洪救災(zāi)中,一架直升機(jī)通過(guò)繩索,用恒力F豎直向上拉起一個(gè)漂在水面上的木箱,使其由水面開(kāi)始加速上升到某一高度,若考慮空氣阻力而不考慮浮力,則在此過(guò)程中,以下說(shuō)法正確的有 
A.力F所做功減去木箱克服阻力所做的功等于木箱重力勢(shì)能的增量
B.木箱克服重力所做的功等于其重力勢(shì)能的增量
C.力F、重力、阻力,三者合力所做的功等于木箱動(dòng)能的增量
D.力F和阻力的合力所做的功等于木箱機(jī)械能的增量

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:計(jì)算題

如圖a所示,質(zhì)量m=1kg的物體靜止在光滑的水平面上,t=0時(shí)刻,物體受到一個(gè)變力F作用,t=1s時(shí),撤去力F,某時(shí)刻物體滑上傾角為37º的粗糙斜面;已知物體從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到斜面最高點(diǎn)的v-t圖像如圖b所示,不計(jì)其他阻力,求:

(1)變力F做的功
(2)物體從斜面底端滑到最高點(diǎn)過(guò)程中克服摩擦力做功的平均功率
(3)物體回到出發(fā)點(diǎn)的動(dòng)能

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

如圖所示,半徑R="0.5" m的1/4圓弧接受屏位于電場(chǎng)強(qiáng)度方向向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,OB水平,一質(zhì)量為m=10-4kg,帶電荷量為q=8.0×10-5 C的粒子從與圓弧圓心O等高且距O點(diǎn)0.3m的A點(diǎn)以初速度v0="3" m/s水平射出,粒子重力不計(jì),粒子恰好能垂直打到圓弧曲面上的C點(diǎn)(圖中未畫(huà)出),取C點(diǎn)電勢(shì)=0,則
A.該勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E="100" V/mB.粒子在A點(diǎn)的電勢(shì)能為8×10-5 J
C.粒子到達(dá)C點(diǎn)的速度大小為m/sD.粒子速率為4m/s時(shí)的電勢(shì)能為4.5×10-4 J

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:填空題

物體受到合力F的作用,由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng),力F隨時(shí)間變化的圖象如圖所示,下列說(shuō)法中正確的是(  )
A.該物體將始終向一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)
B.3 s末該物體回到原出發(fā)點(diǎn)
C.0~3 s內(nèi),力F的沖量等于零,功也等于零
D.2~4 s內(nèi),力F的沖量不等于零,功卻等于零

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:計(jì)算題

(18分)如圖,勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直銅環(huán)所在的平面,導(dǎo)體棒a的一端固定在銅環(huán)的圓心O處,另一端緊貼圓環(huán),可繞O勻速轉(zhuǎn)動(dòng).通過(guò)電刷把銅環(huán)、環(huán)心與兩豎直平行金屬板P、Q連接成如圖所示的電路,R1、R2是定值電阻.帶正電的小球通過(guò)絕緣細(xì)線掛在兩板間M點(diǎn),被拉起到水平位置;合上開(kāi)關(guān)K,無(wú)初速度釋放小球,小球沿圓弧經(jīng)過(guò)M點(diǎn)正下方的N點(diǎn)到另一側(cè).
已知:磁感應(yīng)強(qiáng)度為B;a的角速度大小為ω,長(zhǎng)度為l,電阻為r;R1=R2=2r,銅環(huán)電阻不計(jì);P、Q兩板間距為d;帶電的質(zhì)量為m、電量為q;重力加速度為g.求:
(1)a勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的方向;
(2)P、Q間電場(chǎng)強(qiáng)度E的大;
(3)小球通過(guò)N點(diǎn)時(shí)對(duì)細(xì)線拉力T的大小.

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案