【題目】如圖1所示,兩根足夠長的直金屬導(dǎo)軌MN、PQ平行放置在傾角為θ的絕緣斜面上,兩導(dǎo)軌間距為L.M、P兩點間接有阻值為R的電阻.一根質(zhì)量為m的均勻直金屬桿ab放在兩導(dǎo)軌上,并與導(dǎo)軌垂直,整套裝置處于磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中,磁場方向垂直斜面向下.導(dǎo)軌和金屬桿的電阻可忽略.讓ab桿沿導(dǎo)軌由靜止開始下滑,導(dǎo)軌和金屬桿接觸良好,不計它們之間的摩擦.
(1)由b向a方向看到的裝置如圖2所示,請在此圖中畫出ab桿下滑過程中某時刻的受力示意圖;
(2)在加速下滑過程中,當ab桿的速度大小為v 時,求此時ab桿中的電流及其加速度的大;
(3)求在下滑過程中,ab桿可以達到的速度最大值.
【答案】
(1)
解:桿受力圖如圖所示:
重力mg,豎直向下,支撐力N,垂直斜面向上,安培力F,沿斜面向上.
故ab桿下滑過程中某時刻的受力示意圖如上所示
(2)
解:當ab桿速度為v時,感應(yīng)電動勢E=BLv,此時電路中電流:
ab桿受到安培力:
根據(jù)牛頓運動定律,有:
故此時ab桿中的電流大小為: ,加速度的大小為:
(3)
解:當: ,時,ab桿達到最大速度vm,
此時:
故在下滑過程中,ab桿可以達到的速度最大值為:
【解析】(1)桿ab受到沿導(dǎo)軌向上的安培力和重力以及支持力作用,根據(jù)各力的大小方向關(guān)系可正確畫出受力圖.(2)根據(jù)右手定則可以判斷出桿θ中的電流方向,正確受力分析,根據(jù)牛頓第二定律可求出桿的加速度大。3)當合外力為零時,即重力沿導(dǎo)軌向下的分力等于安培力時,桿的速度達到最大.
【考點精析】通過靈活運用安培力,掌握安培力做功與路徑有關(guān),繞閉合回路一周,安培力做的功可以為正,可以為負,也可以為零,而不像重力和電場力那樣做功總為零即可以解答此題.
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,質(zhì)量為mB=14kg的木板B放在水平地面上,質(zhì)量為mA=10kg的木箱A放在木板B上.一根輕繩一端拴在木箱上,另一端拴在地面的木樁上,繩繃緊時與水平面的夾角為θ=37°.已知木箱A與木板B之間的動摩擦因數(shù)μ1=0.5,木板B與地面之間的動摩擦因數(shù)μ2=0.4.重力加速度g取10m/s2 . 現(xiàn)用水平力F將木板B從木箱A下面勻速抽出,試求:(sin37°=0.6,cos37°=0.8)
(1)繩上張力T的大小;
(2)拉力F的大。
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【題目】如圖9甲所示,一理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比是10:1,原線圈接入如圖乙所示的正弦交流電,一只理想二極管和一個阻值為20Ω的滑動變阻器串聯(lián)后接在副線圈上,滑片位于正中央,兩電表均為理想電表,則( )
A.電壓表示數(shù)約為22 V
B.電流表示數(shù)為0.11 A
C.當滑片向b端滑動時,兩電表示數(shù)均變大
D.二極管兩端的最大電壓為22 V
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【題目】如圖所示,在水平向右的勻強電場中,一根長為L的絕緣細線,一端連著一質(zhì)量為m、帶電量為+q的小球,另一端固定于O點,現(xiàn)把小球向右拉至細線水平且與場強方向平行的位置,無初速釋放,小球能擺到最低點的另一側(cè),細線與豎直方向的最大夾角θ=30°,重力加速度為g,求:
①求場強E的大小;
②小球擺到最低點時細線的拉力T為多少?
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【題目】穿過閉合回路的磁通量Φ隨時間t變化的圖像分別如圖甲、乙、丙、丁所示,下列關(guān)于回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的論述,正確的是( )
A.圖甲中回路產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢恒定不變
B.圖乙中回路產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢一直在變大
C.圖丙中回路在0~t0時間內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大于t0~2t0時間內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢
D.圖丁中回路產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢可能恒定不變
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【題目】如圖所示空間分為I、Ⅱ兩個足夠長的區(qū)域,各界面(圖中虛線)水平,I區(qū)域存在勻強電場E1=1.0×l04V/m,方向豎直向上;Ⅱ區(qū)域存在勻強電場E2= ×l05V/m,方向水平向右,兩個區(qū)域?qū)挾确謩e為d1=5.0m,d2=4.0m.一質(zhì)量m=1.0×10﹣8kg、電荷量q=1.6×10 ﹣6C的粒子從D點由靜止釋放,粒子重力忽略不計,求:
(1)粒子離開區(qū)域I時的速度大;
(2)粒子出區(qū)域Ⅱ后加另一個勻強電場,使粒子在此電場作用下經(jīng)1.0s速度變?yōu)榱,求?/span>
電場的方向及電場強度E3 .
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【題目】如圖為日常生活中常見的點火裝置原理圖,先將1.5V直流電壓通過轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為正弦交變電壓u=6sinωt(V),然后將其加在理想變壓器的原線圈n1上,當副線圈n2兩端電壓達到12kV以上時放電針之間空氣被擊穿,從而引發(fā)電火花點燃氣體.根據(jù)以上信息下列說法正確的是( )
A.原線圈兩端所接交流電壓表的讀數(shù)為6V
B.副線圈中交流電壓與原線圈中交流電壓頻率不相等
C.要實現(xiàn)點火則副線圈與原線圈的匝數(shù)比至少大于 ×103
D.要實現(xiàn)點火則副線圈與原線圈的匝數(shù)比至少大于2000
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【題目】歷史學(xué)家們認為:“17世紀后期科學(xué)革命的勝利為啟蒙運動提供了先決條件。”這里的“科學(xué)革命的勝利”指的是
A.太陽中心說的提出B.相對論的提出
C.進化論的提出D.經(jīng)典力學(xué)的形成
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