(20分)如圖所示,平行金屬導(dǎo)軌PQ、MN相距d=2m,導(dǎo)軌平面與水平面夾角a= 30°,導(dǎo)軌上端接一個(gè)R=6的電阻,導(dǎo)軌電阻不計(jì),磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直導(dǎo)軌平面向上。一根質(zhì)量為m=0.2kg、電阻r=4的金屬棒ef垂直導(dǎo)軌PQ、MN靜止放置,距離導(dǎo)軌底端xl=3.2m。另一根絕緣塑料棒gh與金屬棒ef平行放置,絕緣塑料棒gh從導(dǎo)軌底端以初速度v0=l0m/s沿導(dǎo)軌上滑并與金屬棒正碰(碰撞時(shí)間極短),磁后絕緣塑料棒gh沿導(dǎo)軌下滑,金屬棒ef沿導(dǎo)軌上滑x2=0.5m后停下,在此過(guò)程中電阻R上產(chǎn)生的電熱為Q=0.36J。已知兩棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為。求
(1)絕緣塑料棒gh與金屬棒ef碰撞前瞬間,絕緣塑料棒的速率;
(2)碰撞后金屬棒ef向上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的最大加速度;
(3)金屬棒ef向上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中通過(guò)電阻R的電荷量。

(1)6m/s  (2) 12 m/s2  (3)0.05C

解析試題分析:(1)絕緣塑料棒與金屬棒相碰前,做勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)
由牛頓第二定律得
由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得:
解得v1=6m/s
(2)設(shè)金屬棒剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)速度為v,由能量守恒定律得:

解得:v=4 m/s
金屬棒剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度最大,此時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E="Bdv=4V" 感應(yīng)電流
安培力F=BId=0.4N
由牛頓第二定律得
解得am="12" m/s2
(3)通過(guò)電阻R的電荷量為
考點(diǎn):本題考查電磁感應(yīng)定律、動(dòng)能定理、牛頓第二定律

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題

(10分)如圖所示的水平轉(zhuǎn)盤(pán)可繞豎直軸OO′旋轉(zhuǎn),盤(pán)上水平桿上穿著兩個(gè)質(zhì)量均為m=2kg的小球A和B,F(xiàn)將A和B分別置于距軸rA=0.5m和rB=1m處,并用不可伸長(zhǎng)的輕繩相連。已知兩球與桿之間的最大靜摩擦力都是fm=1N。試分析轉(zhuǎn)速ω從零緩慢逐漸增大(短時(shí)間內(nèi)可近似認(rèn)為是勻速轉(zhuǎn)動(dòng)),兩球?qū)S保持相對(duì)靜止過(guò)程中,在滿(mǎn)足下列條件下,ω的大小。

(1)繩中剛要出現(xiàn)張力時(shí)的ω1
(2)A、B中某個(gè)球所受的摩擦力剛要改變方向時(shí)的ω2,并指明是哪個(gè)球的摩擦力方向改變;
(3)兩球?qū)S剛要滑動(dòng)時(shí)的ω3。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題

(18分) 如圖,豎直平面內(nèi)存在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)大小E=10N/c,在y≥0的區(qū)域內(nèi)還存在垂直于坐標(biāo)平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=0.5T一帶電量、質(zhì)量的小球由長(zhǎng)的細(xì)線(xiàn)懸掛于點(diǎn)小球可視為質(zhì)點(diǎn),現(xiàn)將小球拉至水平位置A無(wú)初速釋放,小球運(yùn)動(dòng)到懸點(diǎn)正下方的坐標(biāo)原點(diǎn)時(shí),懸線(xiàn)突然斷裂,此后小球又恰好能通過(guò)點(diǎn)正下方的N點(diǎn)。(g=10m/s),求:

(1)小球運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)時(shí)的速度大。
(2)懸線(xiàn)斷裂前瞬間拉力的大;
(3)間的距離。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題

如圖,POQ是折成60°角的固定于豎直平面內(nèi)的光滑金屬導(dǎo)軌,導(dǎo)軌關(guān)于豎直軸線(xiàn)對(duì)稱(chēng),OP=OQ=L.整個(gè)裝置處在垂直導(dǎo)軌平面向里的足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化規(guī)律為B=B0-kt(其中k為大于0的常數(shù)).一質(zhì)量為m、長(zhǎng)為L(zhǎng)、電阻為R、粗細(xì)均勻的導(dǎo)體棒鎖定于OP、OQ的中點(diǎn)a、b位置.當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度變?yōu)?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic5/tikupic/16/c/13dy73.png" style="vertical-align:middle;" />B0后保持不變,同時(shí)將導(dǎo)體棒解除鎖定,導(dǎo)體棒向下運(yùn)動(dòng),離開(kāi)導(dǎo)軌時(shí)的速度為v.導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌始終保持良好接觸,導(dǎo)軌電阻不計(jì),重力加速度為g.求導(dǎo)體棒:

⑴解除鎖定前回路中電流的大小及方向;
⑵滑到導(dǎo)軌末端時(shí)的加速度大小;
⑶運(yùn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題

如圖所示,質(zhì)量M=4kg的平板小車(chē)停在光滑水平面上,車(chē)上表面高h(yuǎn)1=1.6m.水平面右邊的臺(tái)階高h(yuǎn)2=0.8m,臺(tái)階寬l=0.7m,臺(tái)階右端B恰好與半徑r=5cm的光滑圓弧軌道連接,B和圓心O的連線(xiàn)與豎直方向夾角θ=53°,在平板小車(chē)的A處,質(zhì)量m1=2kg的甲物體和質(zhì)量m2=1kg的乙物體緊靠在一起,中間放有少量炸藥(甲、乙兩物體都可以看作質(zhì)點(diǎn)).小車(chē)上A點(diǎn)左側(cè)表面光滑,右側(cè)粗糙且動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.2.現(xiàn)點(diǎn)燃炸藥,炸藥爆炸后兩物體瞬間分開(kāi),甲物體獲得水平初速度5m/s向右運(yùn)動(dòng),離開(kāi)平板車(chē)后恰能從光滑圓弧軌道的左端B點(diǎn)沿切線(xiàn)進(jìn)入圓弧軌道.已知車(chē)與臺(tái)階相碰后不再運(yùn)動(dòng)(g取10m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6).求:

(1)炸藥爆炸使兩物塊增加的機(jī)械能E;
(2)物塊在圓弧軌道最低點(diǎn)C處對(duì)軌道的壓力F;
(3)平板車(chē)上表面的長(zhǎng)度L和平板車(chē)運(yùn)動(dòng)位移s的大小.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題

(15分)在民航業(yè)內(nèi),一直有“黑色10分鐘“的說(shuō)法,即從全球已發(fā)生的飛機(jī)事故統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)看,大多數(shù)的航班事故發(fā)生在飛機(jī)起飛階段的3分鐘和著陸階段的7分鐘。飛機(jī)安全事故雖然可怕,但只要沉著冷靜,充分利用逃生設(shè)備,逃生成功概率相當(dāng)高,飛機(jī)失事后的90秒內(nèi)是逃生的黃金時(shí)間。如圖為飛機(jī)逃生用的充氣滑梯,滑梯可視為理想斜面,已知斜面長(zhǎng)L=8m,斜面傾斜角θ=37°,人下滑時(shí)與充氣滑梯間動(dòng)摩擦因素為u=0.5。不計(jì)空氣阻力,g=10m/s2,Sin37°=0.6,cos37°=0.8,=1.4。求:

(1)旅客從靜止開(kāi)始由滑梯頂端滑到底端逃生,需要多長(zhǎng)時(shí)間?
(2)一旅客若以v0=4.0m/s的初速度抱頭從艙門(mén)處水平逃生,當(dāng)他落到充氣滑梯上后沒(méi)有反彈,由于有能量損失,結(jié)果他以v=4.0m/s的速度開(kāi)始沿著滑梯加速下滑。該旅客以這種方式逃生與(1)問(wèn)中逃生方式相比,節(jié)約了多長(zhǎng)時(shí)間?

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題

A、B兩個(gè)木塊疊放在豎直輕彈簧上,如圖所示,已知mA=mB=1kg,輕彈簧的勁度系數(shù)為100N/m.若在木塊A上作用一個(gè)豎直向上的力F,使木塊A由靜止開(kāi)始以2m/s2的加速度豎直向上做勻加速運(yùn)動(dòng).取g=10m/s2.求:

(1)使木塊A豎直向上做勻加速運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,力F的最大值是多少?
(2)若木塊A豎直向上做勻加速運(yùn)動(dòng),直到A、B分離的過(guò)程中,彈簧的彈性勢(shì)能減小了1.28J,則在這個(gè)過(guò)程中,力F對(duì)木塊做的功是多少?

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題

(14分)如圖甲所示,光滑且足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ固定在同一水平面上,兩導(dǎo)軌間距L=0.30m.導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì),其間接有定值電阻R=0.40導(dǎo)軌上停放一質(zhì)量為m="0.10" kg、電阻r="0.20" 的金屬桿ab,整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.50T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向豎直向下.利用一外力F沿水平方向拉金屬桿ab,使之由靜止開(kāi)始做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),電壓傳感器可將R兩端的電壓U即時(shí)采集并輸入電腦,電腦屏幕描繪出U隨時(shí)間t的關(guān)系如圖乙所示.求:
(1)金屬桿加速度的大。
(2)第2s末外力的瞬時(shí)功率,

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題

(14分)如圖所示,將直徑為2R的半圓形導(dǎo)軌固定在豎直面內(nèi)的A、B兩點(diǎn),直徑AB與豎直方向的夾角為60°。在導(dǎo)軌上套一質(zhì)量為m的小圓環(huán),原長(zhǎng)為2R、勁度系數(shù)的彈性輕繩穿過(guò)圓環(huán)且固定在A、B兩點(diǎn)。已知彈性輕繩滿(mǎn)足胡克定律,且形變量為x時(shí)具有彈性勢(shì)能,重力加速度為g,不計(jì)一切摩擦。將圓環(huán)由A點(diǎn)正下方的C點(diǎn)靜止釋放,當(dāng)圓環(huán)運(yùn)動(dòng)到導(dǎo)軌的最低點(diǎn)D點(diǎn)時(shí),求

(1)圓環(huán)的速率v;
(2)導(dǎo)軌對(duì)圓環(huán)的作用力F的大小?

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