【題目】如圖所示,PQMN是固定于傾角為30o斜面內(nèi)的平行光滑金屬軌道,軌道足夠長,其電阻可忽略不計(jì)。金屬棒ab、cd放在軌道上,始終與軌道垂直,且接觸良好。金屬棒ab的質(zhì)量為2m、cd的質(zhì)量為m,長度均為L、電阻均為R;兩金屬棒的長度恰好等于軌道的間距,并與軌道形成閉合回路。整個裝置處在垂直斜面向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中,若鎖定金屬棒ab不動,使金屬棒cd在與其垂直且沿斜面向上的恒力F=2mg作用下,沿軌道向上做勻速運(yùn)動。重力加速度為g

1)試推導(dǎo)論證:金屬棒cd克服安培力做功的功率P 等于電路獲得的電功率P_________

2)設(shè)金屬棒cd做勻速運(yùn)動中的某時刻t0=0,恒力大小變?yōu)?/span>F=1.5mg,方向不變,同時解鎖、靜止釋放金屬棒ab,直到t時刻金屬棒ab開始做勻速運(yùn)動;求:

t時刻以后金屬棒ab的熱功率Pab _________;

0t時刻內(nèi)通過金屬棒ab的電量q ________ ;

【答案】

【解析】1)金屬棒cd做勻速運(yùn)動的速度為v,

E=BLv

I=E/2R

FA=IBL

金屬棒cd克服安培力做功的功率P = FAv

電路獲得的電功率P=

P =

P=

所以:P = P

(另解:金屬棒cd做勻速運(yùn)動的速度為vcd桿受力平衡有

聯(lián)立解得 , ,

根據(jù):

所以:

2金屬棒ab做勻速運(yùn)動,則有I1BL=2mgsin30o

金屬棒ab的熱功率Pab=I12R

解得:Pab=

設(shè)t后時刻金屬棒ab做勻速運(yùn)動速度為v1,金屬棒cd也做勻速運(yùn)動的速度為v2;

由金屬棒ab、金屬棒cd組成系統(tǒng)動量守恒:

mv=2mv1+m v2

回路電流 I1=

解得:金屬棒ab做勻速運(yùn)動速度為v1=

0t時刻內(nèi)對金屬棒a b分析:在電流為i的很短時間內(nèi),速度的該變量為由動量定理得:

進(jìn)行求和得:

解得BLq-mgt=2mv1

解得:q=

(或:設(shè)abcd桿之間距離變化量為x,則:

設(shè)任意時刻,ab桿速度為,cd桿速度為,利用微元求和可得:

ab桿進(jìn)行動量定理:

聯(lián)立可得:

求解得:

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,質(zhì)量分布均勻、半徑為R的光滑半圓形金屬槽,靜止在光滑的水平面上,左邊緊靠豎直墻壁。一質(zhì)量為m的小球從距金屬槽上端R處由靜止下落,恰好與金屬槽左端相切進(jìn)入槽內(nèi),到達(dá)最低點(diǎn)后向右運(yùn)動從金屬槽的右端沖出,小球到達(dá)最高點(diǎn)時距金屬槽圓弧最低點(diǎn)的距離為,重力加速度為g,不計(jì)空氣阻力。求:

(1)小球第一次到達(dá)最低點(diǎn)時對金屬槽的壓力大;

(2)金屬槽的質(zhì)量。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】由某種透明材料制成的半圓柱體,一束紅光由真空管沿著半徑方向與ABθ角射入,如圖甲所示,對從AB上方折射出的光線強(qiáng)度進(jìn)行記錄,發(fā)現(xiàn)它隨θ角的變化而變化,其變化關(guān)系如圖乙所示。,圖丙使用這種材料制成的玻璃磚的截面,左側(cè)是半徑為R的半圓形,右側(cè)是長為6R,寬為2R的長方形。將該束紅光從左側(cè)沿半徑方向與長邊成45°角射入玻璃磚,已知光在真空中的傳播速度為c,求:

(i)該透明材料的折射率;

(ii)光在玻璃磚中傳播的時間。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】據(jù)《科技日報(bào)》報(bào)道,2020年前我國將發(fā)射8顆繞地球做勻速圓周運(yùn)動海洋系列衛(wèi)星包括4顆海洋水色衛(wèi)星、2顆海洋動力環(huán)境衛(wèi)星和2顆海陸雷達(dá)衛(wèi)星,以加強(qiáng)對黃巖島、釣魚島及西沙群島島嶼附近海域的監(jiān)測。已知海陸雷達(dá)衛(wèi)星軌道半徑是海洋動力環(huán)境衛(wèi)星軌道半徑的n倍,則

A. 海陸雷達(dá)衛(wèi)星線速度是海洋動力環(huán)境衛(wèi)星線速度的

B. 海陸雷達(dá)衛(wèi)星線速度是海洋動力環(huán)境衛(wèi)星線速度的

C. 在相同的時間內(nèi)海陸雷達(dá)衛(wèi)星海洋動力環(huán)境衛(wèi)星各自到地球球心的連線掃過的面積相等

D. 在相同的時間內(nèi),海陸雷達(dá)衛(wèi)星海洋動力環(huán)境衛(wèi)星各自到地球球心的連線掃過的面積之比為:1

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖在長為3l,寬為l的長方形玻璃磚ABCD中,有一個邊長為l的正三棱柱空氣泡EFG,其中三棱柱的EF邊平行于AB,HEF邊中點(diǎn),G點(diǎn)在CD邊中點(diǎn)處。(忽略經(jīng)CD表面反射后的光)

(i)一條白光a垂直于AB邊射向FG邊的中點(diǎn)O時會發(fā)生色散,在玻璃磚CD邊形成彩色光帶。通過作圖,回答彩色光帶所在區(qū)域并定性說明哪種顏色的光最靠近G點(diǎn);

(ii)一束寬度為單色光,垂直AB邊入射EH上時CD邊上透出光的寬度?(已知該單色光在玻璃磚中的折射率為

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,粗糙的水平地面上有三塊材料完全相同的木塊AB、C,質(zhì)量均為m,BC之間用輕質(zhì)細(xì)繩連接,F(xiàn)用一水平恒力F作用在C上,三者開始一起做勻加速運(yùn)動,運(yùn)動過程中把一塊橡皮泥粘在某一塊上面,系統(tǒng)仍加速運(yùn)動,且始終沒有相對滑動。則在粘上橡皮泥并達(dá)到穩(wěn)定后,下列說法正確的是

A. 無論粘在哪個木塊上面,系統(tǒng)加速度都將減小

B. 若粘在A木塊上面,繩的拉力減小,A、B間摩擦力不變

C. 若粘在B木塊上面,繩的拉力增大,A、B間摩擦力增大

D. 若粘在C木塊上面,繩的拉力和A、B間摩擦力都減小

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖,質(zhì)量為M =3kg的小滑塊,從斜面頂點(diǎn)A靜止開始沿ABC下滑,最后停在水平面D點(diǎn),不計(jì)滑塊從AB面滑上BC面,以及從BC面滑上CD面的機(jī)械能損失。已知:AB=BC=5m,CD=9m,θ=53°,β=37°,重力加速度g=10m/s2,在運(yùn)動過程中,小滑塊與接觸面的動摩擦因數(shù)相同。則( )

A. 小滑塊與接觸面的動摩擦因數(shù)μ=0.5

B. 小滑塊在AB面上運(yùn)動時克服摩擦力做功,等于在BC面上運(yùn)動克服摩擦力做功

C. 小滑塊在AB面上運(yùn)動時間大于小滑塊在BC面上的運(yùn)動時間

D. 小滑塊在AB面上運(yùn)動的加速度a1與小滑塊在BC面上的運(yùn)動的加速度a2之比是5/3

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】下面關(guān)于加速度的描述中正確的是(

A. 加速度描述了物體速度變化的多少

B. 速度為零,加速度也為零

C. 加速度與運(yùn)動方向相同時,物體一定做加速運(yùn)動

D. 加速度大小逐漸減小時,物體一定在做減速運(yùn)動

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】下列的說法中正確的是( 。

A. 靜止不動的物體,一定不受任何力的作用

B. 物體的形狀沒有改變,說明該物體一定不受力的作用

C. 物體的運(yùn)動方向改變了,說明該物體一定受到力的作用

D. 只有運(yùn)動物體才會受到力的作用

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