【題目】如圖所示,間距的平行導(dǎo)軌MNS、PQT處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為的兩個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,水平導(dǎo)軌處的磁場(chǎng)方向豎直向上,光滑傾斜導(dǎo)軌處的磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)軌平面斜向下。長(zhǎng)度均為L、質(zhì)量均為、電阻均為的導(dǎo)體排abcd分別垂直放置于水平和傾斜導(dǎo)軌上,并與導(dǎo)軌接觸良好,導(dǎo)軌電阻不計(jì),導(dǎo)體棒ab通過(guò)兩根跨過(guò)光滑定滑輪的絕緣細(xì)線分別與質(zhì)量的物體C和導(dǎo)體棒cd相連,細(xì)線沿導(dǎo)軌中心線且在導(dǎo)軌平面內(nèi),細(xì)線及滑輪的質(zhì)量不計(jì),已知傾斜導(dǎo)軌與水平面的夾角,水平導(dǎo)軌與導(dǎo)體棒ab間的動(dòng)摩擦因數(shù),重力加速度g,兩導(dǎo)軌足夠長(zhǎng),導(dǎo)體棒cd運(yùn)動(dòng)中始終不離開(kāi)傾斜導(dǎo)軌。將物體C由靜止釋放,當(dāng)它達(dá)到最大速度時(shí)下落的高度,在這一運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,求:

物體C的最大速度;

導(dǎo)體棒ab產(chǎn)生的焦耳熱。

【答案】;

【解析】

設(shè)C達(dá)到的最大速度為,由法拉第電磁感應(yīng)定律,回路的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為:

由歐姆定律得回路中的電流強(qiáng)度為:

金屬導(dǎo)體棒ab、cd受到的安培力為:

設(shè)連接金屬導(dǎo)體棒abcd的細(xì)線中張力為,連接金屬導(dǎo)體棒ab與物體C的細(xì)線中張力為,導(dǎo)體棒ab、cd及物體C的受力如圖:

由平衡條件得:

可解得:。

系統(tǒng)在該過(guò)程中產(chǎn)生的內(nèi)能為,由能的轉(zhuǎn)化和守恒定律得:

運(yùn)動(dòng)過(guò)程中由于摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能為:

則這一過(guò)程電流產(chǎn)生的內(nèi)能為:

又因?yàn)?/span>ab棒、cd棒的電阻相等,則由可得,電流通過(guò)ab棒產(chǎn)生的焦耳熱為:。

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:

【題目】如圖(甲)所示,地面上有一長(zhǎng)為l=1m,高為h=0.8m,質(zhì)量M=2kg的木板,木板的右側(cè)放置一個(gè)質(zhì)量為m=1kg的木塊(可視為質(zhì)點(diǎn)),已知木板與木塊之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ1=0.4,木板與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ2=0.6,初始時(shí)兩者均靜止,F(xiàn)對(duì)木板施加一水平向右的拉力F,拉力F隨時(shí)間的變化如圖(乙)所示,取g10 m/s2。求:

1)前2s木板的加速度;

2)木塊落地時(shí)距離木板左側(cè)的水平距離。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】容器A中裝有大量質(zhì)量不同、電荷量均為q的帶正電的粒子,粒子從容器下方的小孔不斷飄入加速電場(chǎng)初速度可視為零做直線運(yùn)動(dòng)通過(guò)小孔后,從兩平行板中央垂直電場(chǎng)方向射入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)。粒子通過(guò)平行板后垂直磁場(chǎng)方向進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,最后打在感光片上,如圖所示。已知加速場(chǎng)間的加速電壓為U,偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)極板長(zhǎng)為L,兩板間距也為L,板間勻強(qiáng)電場(chǎng)強(qiáng)度,方向水平向左忽略板間外的電場(chǎng)。平行板f的下端與磁場(chǎng)邊界ab相交為P,在邊界PQ上固定放置感光片。測(cè)得從容器A中逸出的所有粒子均打在感光片PQ之間,且QP的長(zhǎng)度為3L,不考慮粒子所受重力與粒子間的相互作用,求:

粒子射入磁場(chǎng)時(shí),其速度方向與邊界ab間的夾角;

射到感光片Q處的粒子的質(zhì)量;

粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最長(zhǎng)時(shí)間。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向垂直紙面向里,一帶電微粒從磁場(chǎng)邊界d點(diǎn)垂直于磁場(chǎng)方向射入,沿曲線dpa打到屏MN上的a點(diǎn),通過(guò)pa段用時(shí)為t.若該微粒經(jīng)過(guò)P點(diǎn)時(shí),與一個(gè)靜止的不帶電微粒碰撞并結(jié)合為一個(gè)新微粒,最終打到屏MN上。若兩個(gè)微粒所受重力均忽略,則新微粒運(yùn)動(dòng)的 ( )

A. 軌跡為pb,至屏幕的時(shí)間將小于t

B. 軌跡為pc,至屏幕的時(shí)間將大于t

C. 軌跡為pa,至屏幕的時(shí)間將大于t

D. 軌跡為pb,至屏幕的時(shí)間將等于t

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,實(shí)線表示在豎直平面內(nèi)的電場(chǎng)線,電場(chǎng)線與水平方向成,水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)與電場(chǎng)正交,有一帶電液滴沿斜向上的虛線L做直線運(yùn)動(dòng),L與水平方向成,則下列說(shuō)法中正確的是

A. 液滴一定做勻速直線運(yùn)動(dòng)

B. 液滴一定帶正電

C. 電場(chǎng)線方向一定斜向上

D. 液滴有可能做勻變速直線運(yùn)動(dòng)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,半徑為a的圓內(nèi)有一固定的邊長(zhǎng)為1.5a的等邊三角形框架ABC,框架中心與圓心重合,S為位于BC邊中點(diǎn)處的狹縫.三角形框架內(nèi)有一水平放置帶電的平行金屬板,框架與圓之間存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng).一束質(zhì)量為m、電量為q,不計(jì)重力的帶正電的粒子,從P點(diǎn)由靜止經(jīng)兩板間電場(chǎng)加速后通過(guò)狹縫S,垂直BC邊向下進(jìn)入磁場(chǎng)并發(fā)生偏轉(zhuǎn).忽略粒子與框架碰撞時(shí)能量與電量損失.求:

(1)要使粒子進(jìn)入磁場(chǎng)后第一次打在SB的中點(diǎn),則加速電場(chǎng)的電壓為多大?

(2)要使粒子最終仍能回到狹縫S,則加速電場(chǎng)電壓滿足什么條件?

(3)回到狹縫S的粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最短時(shí)間是多少?

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,一帶電粒子(電荷量為q)以速度vA點(diǎn)垂直射入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,寬度為d的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,在C點(diǎn)穿出磁場(chǎng)時(shí)的速度方向與帶電粒子原來(lái)的入射方向成30°夾角,則該帶電粒子的質(zhì)量與穿過(guò)磁場(chǎng)所用的時(shí)間的大小為(

A. 帶電粒子的質(zhì)量為

B. 帶電粒子的質(zhì)量為

C. 帶電粒子穿過(guò)磁場(chǎng)所用時(shí)間為

D. 帶電粒子穿過(guò)磁場(chǎng)所用時(shí)間為

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】為測(cè)定量程3V的電壓表內(nèi)阻(幾千歐姆),某同學(xué)設(shè)計(jì)如圖所示的電路。實(shí)驗(yàn)室提供如下器材:

滑動(dòng)變阻器0~5Ω,額定電流3A

滑動(dòng)變阻器0~1kΩ,額定電流0.5A

直流電源E(電動(dòng)勢(shì)4.5V,內(nèi)阻不計(jì))

開(kāi)關(guān)1個(gè),導(dǎo)線若干。

實(shí)驗(yàn)步驟如下:

①調(diào)節(jié)電阻箱R阻值為0,將滑動(dòng)變阻器的滑片移到最左端位置a,閉合開(kāi)關(guān)S;

②調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片P,使電壓表示數(shù);

③保持滑動(dòng)變阻器滑片P的位置不變,多次調(diào)節(jié)電阻箱,記下電壓表的示數(shù)U和電阻箱相應(yīng)的阻值R;

④以為縱坐標(biāo),R為橫坐標(biāo),作圖線;

⑤通過(guò)圖像的相關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算出電壓表的內(nèi)阻。

回答下列問(wèn)題:

1)實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選擇滑動(dòng)變阻器_________(填)。

2)在調(diào)節(jié)電阻箱過(guò)程中,滑動(dòng)變阻器上aP兩點(diǎn)間的電壓基本不變,則R的關(guān)系式為______(用題中給出的字母表示)

3)實(shí)驗(yàn)得到的部分?jǐn)?shù)據(jù)如表所示:

R/kΩ

0

1

2

3

4

5

6

U/V

2.00

1.49

1.18

1.00

0.82

0.72

0.67

0.50

0.67

0.84

1.00

1.22

1.39

1.49

根據(jù)表格數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)如圖,請(qǐng)?jiān)趫D中畫出的圖像。由圖像計(jì)算出電壓表內(nèi)阻=__________。(結(jié)果保留兩位小數(shù))

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】下列說(shuō)法正確的是

A. 一個(gè)中子和一個(gè)質(zhì)子結(jié)合生成氘核時(shí),會(huì)發(fā)生質(zhì)量虧損

B. 一個(gè)處于n=4能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷,可能產(chǎn)生6種不同頻率的光子

C. (Rn)衰變的半衰期為38天,升高溫度后其半衰期將小于3.8

D. 核反應(yīng)H+H→He+n是輕核的聚變

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同步練習(xí)冊(cè)答案