【題目】如圖所示,兩足夠長平行光滑的金屬導(dǎo)軌MN、PQ相距為L,導(dǎo)軌平面與水平面的夾角θ30°,導(dǎo)軌電阻不計(jì).磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場垂直導(dǎo)軌平面向上,長為L的金屬棒ab垂直于MN、PQ放置在導(dǎo)軌上,且始終與導(dǎo)軌接觸良好,金屬棒的質(zhì)量為m、電阻為R兩金屬導(dǎo)軌的上端連接右端電路,燈泡的電阻RL4R,定值電阻R12R,電阻箱電阻調(diào)到R212R,重力加速度為g,現(xiàn)將金屬棒由靜止釋放,試求:

(1) 金屬棒下滑的最大速度vm為多大?

(2) 當(dāng)金屬棒下滑距離為S0時(shí)速度恰達(dá)到最大,求金屬棒由靜止開始下滑2S0的過程中,整個(gè)電路產(chǎn)生的電熱;

(3) 金屬桿在加速下滑過程中,當(dāng)速度達(dá)到1/2vm時(shí),求此時(shí)桿的加速度大;

(4) 改變電阻箱R2的值,當(dāng)R2為何值時(shí),金屬棒達(dá)到勻速下滑時(shí)R2消耗的功率最大.

【答案】1 2 3 4R2=4R

【解析】1)當(dāng)金屬棒勻速下滑時(shí)速度最大,設(shè)最大速度為vm,達(dá)到最大時(shí),則根據(jù)平衡條件有mgsinθ=F
F=ILB ,E=BLvm

聯(lián)立解得最大速度:
2)由能量守恒知,
解得,

(3)金屬桿在加速下滑過程中,當(dāng)速度達(dá)到vm時(shí),由牛頓定律:

F1=I1LB,

E1=BL vm

聯(lián)立解得速度:
4R2消耗的功率,而 ,
又金屬棒勻速運(yùn)動時(shí),
代入得到

由數(shù)學(xué)知識得:當(dāng) 時(shí),即R2=4R時(shí),R2消耗的功率P最大,最大值為

練習(xí)冊系列答案
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【題目】2014510日天文愛好者迎來了土星沖日的美麗天象.土星沖日是指土星和太陽正好分處地球的兩側(cè),三者幾乎成一條直線.該天象每378天發(fā)生一次,土星和地球繞太陽公轉(zhuǎn)的方向相同,公轉(zhuǎn)軌跡都近似為圓,地球繞太陽公轉(zhuǎn)周期和半徑以及引力常量均已知,根據(jù)以上信息可求出( )

A. 土星質(zhì)量

B. 地球質(zhì)量

C. 土星公轉(zhuǎn)周期

D. 土星和地球繞太陽公轉(zhuǎn)速度之比

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【題目】一運(yùn)動員繞半徑是R的圓周運(yùn)動了半周,則其位移大小是________。

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【題目】如圖為“研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象”的實(shí)驗(yàn)裝置.

(l)將圖中所缺的導(dǎo)線補(bǔ)接完整.

(2)如果在閉合電鍵時(shí)發(fā)現(xiàn)靈敏電流計(jì)的指針向左偏轉(zhuǎn)了一下,那么合上電鍵后_______________

A、將原線圈迅速插入副線圈時(shí),指針向左偏轉(zhuǎn)一下.

B、將原線圈插入副線圈后,電流計(jì)指針一直偏在零點(diǎn)右側(cè).

C、原線圈插入副線圈穩(wěn)定后,將滑動變阻器觸頭迅速向左拉時(shí),電流計(jì)指針向右偏轉(zhuǎn)一下.

D、原線圈插入副線圈穩(wěn)定后,將滑動變阻器觸頭迅速向左拉時(shí),電流計(jì)指針向左偏轉(zhuǎn)一下

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【題目】做曲線運(yùn)動的物體,下列物理量中肯定發(fā)生變化的是(  )

A.速率 B.速度 C.加速度 D.所受合外力

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【題目】如圖,表面光滑的固定斜面頂端安裝一定滑輪,小物塊A、B用輕繩連接并跨過滑輪(不計(jì)滑輪的質(zhì)量和摩擦).初始時(shí)刻,A、B處于同一高度并恰好處于靜止?fàn)顟B(tài).剪斷輕繩后A下落、B沿斜面下滑,則從剪斷輕繩到物塊著地,兩物塊( 。

A. 速率的變化量不同

B. 機(jī)械能的變化量不同

C. 重力勢能的變化量相同

D. 重力做功的平均功率相同

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【題目】物體做曲線運(yùn)動的條件是物體的速度方向與所受合力方向________(“在一條直線上”或“不在一條直線上”),曲線運(yùn)動是___________(“勻速”或“變速”)運(yùn)動。

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【題目】關(guān)于勻速圓周運(yùn)動,下列說法不正確的是( )
A.線速度不變
B.角速度不變
C.頻率不變
D.周期不變

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【題目】如圖所示,間距為L的光滑M、N金屬軌道水平平行放置,ab是電阻為R0的金屬棒,可緊貼導(dǎo)軌滑動,導(dǎo)軌右側(cè)連接水平放置的平行板電容器,板間距為d,板長也為L,導(dǎo)軌左側(cè)接阻值為R的定值電阻,其它電阻忽略不計(jì)。軌道處的磁場方向垂直軌道平面向下,電容器處的磁場垂直紙面向里,磁感應(yīng)強(qiáng)度均為B。當(dāng)ab以速度v0向右勻速運(yùn)動時(shí),一帶電量大小為q的顆粒以某一速度從緊貼A板左側(cè)平行于A板進(jìn)入電容器內(nèi),恰好做勻速圓周運(yùn)動,并剛好從C板右側(cè)邊緣離開。求:

(1)AC兩板間的電壓U;

(2)帶電顆粒的質(zhì)量m;

(3)帶電顆粒的速度大小v。

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