(16分)如圖1所示,勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B為0.5T.其方向垂直于傾角為30°的斜面向上。絕緣斜面上固定有形狀的光滑金屬導(dǎo)軌MPN(電阻忽略不計(jì)),MP和NP長度均為2.5m,MN連線水平,長為3m。以MN中點(diǎn)O為原點(diǎn)、OP為x軸建立一維坐標(biāo)系Ox。一根粗細(xì)均勻的金屬桿CD,長度d為3m、質(zhì)量m為1kg、電阻R為0.3Ω,在拉力F的作用下,從MN處以恒定的速度v=1m/s,在導(dǎo)軌上沿x軸正向運(yùn)動(金屬桿與導(dǎo)軌接觸良好)。g取10m/s2。

(1)求金屬桿CD運(yùn)動過程中產(chǎn)生產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E及運(yùn)動到處電勢差;
(2)推導(dǎo)金屬桿CD從MN處運(yùn)動到P點(diǎn)過程中拉力F與位置坐標(biāo)x的關(guān)系式,并在圖2中畫出F-x關(guān)系圖象;
(3)求金屬桿CD從MN處運(yùn)動到P點(diǎn)的全過程產(chǎn)生的焦耳熱。
(1),;(2)(0≤x≤2);(3)

試題分析:
(1)金屬桿CD在勻速運(yùn)動過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢
 (l=d)  (D點(diǎn)電勢高)
當(dāng)x=0.8m時,金屬桿在導(dǎo)軌間的電勢差為零,設(shè)此時桿在導(dǎo)軌外的長度為l
           得 
由楞次定律判斷D點(diǎn)電勢高,故CD兩端電勢差
     
(2)桿在導(dǎo)軌間的長度l與位置x關(guān)系是  
對應(yīng)的電阻Rl為       電流  
桿受的安培力F為  
根據(jù)平衡條件得  
(0≤x≤2)
畫出的F-x圖象如圖所示。

(3)外力F所做的功WF等于F-x圖線下所圍的面積,即

而桿的重力勢能增加量     
故全過程產(chǎn)生的焦耳熱     
練習(xí)冊系列答案
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科目:高中物理 來源:不詳 題型:實(shí)驗(yàn)題

如圖3-5-15所示,質(zhì)量為m的物體用一輕繩懸掛在水平輕桿BC的端點(diǎn)上,C點(diǎn)由輕繩AC系住.已知AC與BC的夾角為θ,則輕繩AC上的拉力大小為_________,輕繩BC上的壓力大小為_________.
          
圖3-5-15 

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(1)繩子拉力的大;(2)轉(zhuǎn)盤角速度的大小。

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如圖,用橡皮筋將一小球懸掛在小車的架子上,系統(tǒng)處于平衡狀態(tài),F(xiàn)使小車從靜止開始向左加速,加速度從零開始逐漸增大到某一值,然后保持此值,小球穩(wěn)定的偏離豎直方向某一角度(橡皮筋在彈性限度內(nèi) )。與穩(wěn)定在豎直位置時相比,小球高度

A一定升高      B一定降低  
C保持不變    D升高或降低由橡皮筋的勁度系數(shù)決定

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如圖所示,用OA、OB兩根繩懸掛一個質(zhì)量為M的物塊處于靜止?fàn)顟B(tài),OA繩水平,OA繩拉力為TA,OB繩拉力為TB,兩繩的最大承受力均為2Mg,下列說法正確的是

A.TA>TB
B.OB與天花板間的夾角可能為20°
C.保持O點(diǎn)位置不動,緩慢增大OB繩與天花板的夾角,則TA、TB都增大
D.保持O點(diǎn)位置不動,緩慢增大OB繩與天花板的夾角,則TA、TB都減小

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A.物塊P與斜面之間一定存在摩擦力B.彈簧的彈力一定沿斜面向下
C.地面對斜面體A的摩擦力水平向左D.若增大推力,則彈簧彈力一定減小

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A.電腦受到的支持力變大
B.電腦受到的摩擦力變小
C.散熱底座對電腦的作用力變大
D.散熱底座對電腦的作用力不變

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A.
B.
C.
D.

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