分析 (1)金屬桿先沿導(dǎo)軌向下做加速度減小的變加速運(yùn)動,后做勻速運(yùn)動,速度達(dá)到最大值,此時金屬桿受力平衡,根據(jù)平衡條件和安培力公式,求出磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大�。�
(2)金屬桿在加速下滑過程中,當(dāng)速度達(dá)到13vm時,求出安培力,由牛頓第二定律求解加速度大�。�
(3)金屬桿從靜止開始至達(dá)到最大速度的過程中,其重力勢能減小,轉(zhuǎn)化為桿的動能、摩擦生熱和電路中的焦耳熱,根據(jù)能量守恒定律求解桿下降的高度
解答 解:(1)當(dāng)桿達(dá)到最大速度時受力平衡,
由平衡條件得:mgsinθ=BIL+μN(yùn),N=mgcosθ,
電路中電流為:I=ER=BLvmR,
解得:B=√mgR(sinθ−μcosθ)L2vm.
(2)當(dāng)桿的速度為13vm時,由牛頓第二定律得:
mgsinθ-BI'L-μN(yùn)=ma,
此時電路中電流為:I=E′R=BLvm3R
解得:a=23gsinθ−23μgcosθ.
(3)設(shè)金屬桿從靜止開始至達(dá)到最大速度的過程中下降的高度為h,
由能量守恒得:mgh=12mvm2+Q+μmgcosθ•s,
高度:h=s•sinθ,解得:h=mvm2+2Q2mg(1−μcotθ).
答:(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為√mgR(sinθ−μcosθ)L2vm;
(2)金屬桿在加速下滑過程中,當(dāng)速度達(dá)到13vm時,此時桿的加速度大小為23gsinθ-23μgcosθ;
(3)金屬桿從靜止開始至達(dá)到最大速度的過程中下降的高度為mv2m+2Q2mg(1−μcotθ).
點(diǎn)評 本題的關(guān)鍵是會推導(dǎo)安培力的表達(dá)式,根據(jù)平衡條件、牛頓第二定律和能量守恒研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象,常規(guī)題.
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科目:高中物理 來源: 題型:填空題
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科目:高中物理 來源: 題型:填空題
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | C處物塊的向心加速度最大 | |
B. | A處物塊受到的靜摩擦力最小 | |
C. | 當(dāng)轉(zhuǎn)速增大時,最先滑動起來的是C處的物塊 | |
D. | 當(dāng)轉(zhuǎn)速增大時,最先滑動起來的是B處的物塊 |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 圖中磁鐵N極接近A環(huán)時,A環(huán)被吸引,而后被推開 | |
B. | 圖中磁鐵N極遠(yuǎn)離A環(huán)時,A環(huán)被排斥,而后隨磁鐵運(yùn)動 | |
C. | 用磁鐵N極接近B環(huán)時,B環(huán)被推斥,遠(yuǎn)離磁鐵運(yùn)動 | |
D. | 用磁鐵的任意一磁極接近A環(huán)時,A環(huán)均被排斥 |
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科目:高中物理 來源: 題型:填空題
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 用洗衣機(jī)脫水 | B. | 轉(zhuǎn)動雨傘去除雨傘上的一些水 | ||
C. | 水泥涵管的制作 | D. | 汽車轉(zhuǎn)彎要減速行駛 |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | mgH | B. | -mgH | C. | mg(H+h) | D. | mg(H-h) |
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