【題目】如圖所示,AMNDEF是固定的光滑平行金屬導(dǎo)軌,間距為lAMDE段與水平面夾角為θ,處在方向垂直導(dǎo)軌向上的磁場(chǎng)中。MNEF段水平,處在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,其上有一靜止導(dǎo)體條b,質(zhì)量為m2。在NF的右側(cè),光滑的水平地面上有一個(gè)質(zhì)量為m3的薄木板靠著導(dǎo)軌末端,上表面與導(dǎo)軌MNEF相平,與導(dǎo)體條b之間摩擦因數(shù)為μ。在導(dǎo)軌間有個(gè)電容為C的電容器和一個(gè)單刀雙擲開關(guān)K及定值電阻R。初始電容器不帶電,K擲在1端。在導(dǎo)軌AMDE上端由靜止釋放一個(gè)質(zhì)量為m1的導(dǎo)體棒a,經(jīng)過一段時(shí)間后導(dǎo)體棒在傾斜導(dǎo)軌上勻速運(yùn)動(dòng)。已知兩處磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B。導(dǎo)體a、b的電阻忽略不計(jì),導(dǎo)體b的寬度不計(jì)。求:

(1)導(dǎo)體棒在傾斜導(dǎo)軌上勻速運(yùn)動(dòng)的速度v1;

(2)導(dǎo)體棒在傾斜導(dǎo)軌上勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),電容器的帶電量Q;

(3)a棒勻速后,開關(guān)K1端擲向2端導(dǎo)體條b以一定速度沖上木板,且沒有從木板上滑下,此時(shí)電容器兩端電壓為U,求木板長(zhǎng)度的最小值。

【答案】(1)(2)(3)

【解析】

(1)當(dāng)導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)重力沿斜面向下的分力等于安培力,列式求解速度;(2)勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),電容器沒有電流,兩端電壓為電動(dòng)勢(shì),根據(jù)q=CE求解電容器帶電量;(3)開關(guān)K1端擲向2端導(dǎo)體條b以一定速度沖上木板,根據(jù)動(dòng)量定理結(jié)合安培力的沖量求解速度;根據(jù)動(dòng)量守恒定律和能量關(guān)系求解木板最小長(zhǎng)度.

(1)a棒勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為E=Blv1,

電流I=E/R

安培力F=BIl

因?yàn)閯蛩龠\(yùn)動(dòng):m1gsinθ-F=0

解得

(2)勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),電容器沒有電流,兩端電壓為電動(dòng)勢(shì)q=CE,

解得

(3)對(duì)b由動(dòng)量定律:I=m2v2其中

解得

當(dāng)b滑上平板后到共速,由動(dòng)量守恒定律:

損失的動(dòng)能

損失的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為摩擦生熱 其中L為木板的最小長(zhǎng)度,f=μm2g;

解得

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,在O點(diǎn)固定一點(diǎn)電荷Q,一帶電粒子P從很遠(yuǎn)處以初速度v0射入電場(chǎng),MN為粒子僅在電場(chǎng)力作用下的運(yùn)動(dòng)軌跡。虛線是以O為中心,R1、R2R3為半徑畫出的三個(gè)圓,且R2-R1=R3-R2,a,bc為軌跡MN與三個(gè)圓的3個(gè)交點(diǎn),則下列判斷正確的是( )

A. P、Q兩電荷可能為同種電荷,也可能異種電荷

B. a點(diǎn)電勢(shì)一定高于b點(diǎn)電勢(shì)

C. Pa點(diǎn)的電勢(shì)能小于在c點(diǎn)的電勢(shì)能

D. Pa點(diǎn)到b點(diǎn)的動(dòng)能變化的絕對(duì)值大于由a點(diǎn)到c點(diǎn)的動(dòng)能變化的絕對(duì)值

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】甲、乙兩車相距40.5 m,同時(shí)沿平直公路做直線運(yùn)動(dòng),甲車在前,以初速度v116 m/s,加速度a12 m/s2做勻減速直線運(yùn)動(dòng),乙車在后,以初速度v24 m/s,加速度a21 m/s2,與甲同向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。求:

(1)甲、乙兩車相遇前相距的最大距離。

(2)乙車追上甲車經(jīng)歷的時(shí)間。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】電磁炮是利用電磁力對(duì)彈體加速的新型武器,具有速度快效率高等優(yōu)點(diǎn)。如圖是電磁炮的原理結(jié)構(gòu)示意圖。光滑水平導(dǎo)軌電阻不計(jì),寬為L。在導(dǎo)軌間有豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B!電磁炮彈體總質(zhì)量為m,其中彈體在軌道間的電阻為R?煽仉娫吹膬(nèi)阻為r,電源的電壓能自行調(diào)節(jié),以保證電磁炮勻加速發(fā)射。在某次試驗(yàn)發(fā)射時(shí),電源為加速?gòu)楏w提供的電流是I,不計(jì)空氣阻力。則( )

A. 彈體所受安培力大小為BIL

B. 彈體從靜止加速到v,軌道長(zhǎng)度至少為

C. 彈體從靜止加速到v的過程中電源提供的總能量為

D. 可控電源的電壓應(yīng)隨時(shí)間均勻增加,才能保證電磁炮勻加速發(fā)射

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】為了探究氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系,實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。注射器下端的開口有橡膠套,它和柱塞一起把一段空氣柱封閉在玻璃管中。實(shí)驗(yàn)中空氣柱體積變化緩慢,可認(rèn)為_____保持不變。空氣柱的壓強(qiáng)p可以從儀器上方的指針讀出,空氣柱的長(zhǎng)度L可以在玻璃管側(cè)的刻度尺上讀出,若空氣柱的橫截面積為S,則空氣柱的體積V=_____。為了直觀地判斷壓強(qiáng)p與體積V的數(shù)量關(guān)系,應(yīng)作出_____(選填“p﹣V”“p”)圖象。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示為一個(gè)用折射率的透明介質(zhì)做成的四棱柱的截面圖,其中 ,F(xiàn)有一單色細(xì)光束從距B點(diǎn)30cmO點(diǎn)垂直入射到棱鏡的AB面上。每個(gè)面上的反射只考慮一次,已知光在真空中的速度為。

求:①最先從棱鏡射出的光束的折射角;②從BC面射出的光束在棱鏡中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如下圖所示,AB桿質(zhì)量為0.1 kg,置于傾角θ=30°的光滑軌道上,軌道間距l=0.2 m,閉合開關(guān),通過AB桿的電流I=0.5 A,重力加速度g=10 m/s2. 在軌道平面內(nèi)加上某一方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng),且磁場(chǎng)方向與AB桿垂直,AB桿在安培力作用下處于靜止?fàn)顟B(tài),則所加磁感應(yīng)強(qiáng)度不可能為( )

A. 3 T

B. 6 T

C. 9 T

D. 12 T

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在飛鏢游戲中,勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的豎直圓盤邊緣有一點(diǎn)A,當(dāng)A點(diǎn)轉(zhuǎn)到最高點(diǎn)時(shí)與A點(diǎn)等高處的飛鏢以初速度v0垂直圓盤對(duì)準(zhǔn)A點(diǎn)水平拋出,恰好擊中圓盤上A點(diǎn),已知飛鏢拋出點(diǎn)與圓盤水平距離為L,如圖所示,不計(jì)空氣阻力,下列判斷正確的是

A. 從飛鏢拋出到恰好擊中A點(diǎn)的時(shí)間為 B. 圓盤的直徑為

C. 圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的最大周期為 D. 圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為k = 1,2,3…)

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,L1、L2、L3為等勢(shì)面,兩相鄰等勢(shì)面間電勢(shì)差相同,取L2的電勢(shì)為零,有一負(fù)電荷在L1處動(dòng)能為30J,運(yùn)動(dòng)到L3處動(dòng)能為10J,則電荷的電勢(shì)能為4J時(shí),它的動(dòng)能是(不計(jì)重力和空氣阻力): (  )

A. 6J B. 4J C. 16J D. 14J

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