【題目】如圖所示,兩根足夠長、電阻不計的平行金屬導軌相距L=0.5m,導軌平面與水平面成θ=37°角,導軌下端連接阻值R=2Ω的電阻,磁感應(yīng)強度B=0.8T的勻強磁場方向垂直于導軌平面.一根質(zhì)量m=0.2kg的導體棒ab放在兩導軌上,在導軌之間的有效電阻r=2Ω,棒與導軌垂直并保持良好接觸,導體棒與金屬導軌間的動摩擦因數(shù)μ=0.5,重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,求:

1)導體棒沿導軌由靜止開始下滑時的加速度大。

2)導體棒做勻速運動時的速度大。

3)從導體棒靜止開始沿導軌下滑到剛好開始做勻速運動的過程中,電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱量Q=1J,則這個過程中導體棒的位移多大?

【答案】(1) (2) (3) 30m

【解析】試題分析:由牛頓第二定律可以求出加速度導體棒勻速運動,處于平衡狀態(tài),由平衡條件可以求出勻速運動時的速度;由動能定理可以求出導體棒的位移

1金屬棒開始下滑的初速為零,受重力、支持力和摩擦力。

根據(jù)牛頓第二定律得:mgsinθ-μmgcosθ=ma

解得:a=2m/s2
2)設(shè)金屬棒運動達到穩(wěn)定時,設(shè)速度為v,受重力、支持力、摩擦力和安培力為F,棒沿導軌方向受力平衡,由物體平衡條件得:mgsinθ-μmgcosθ=F

代入數(shù)據(jù)解得:F=0.4N

安培力表達式為:

代入數(shù)據(jù)解得v=10m/s

3由動能定理得:

電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱量等于1J,則r上產(chǎn)生的焦耳熱為1J,
則克服安培力做功:W=2J

代入數(shù)據(jù)解得:s=30m

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,一質(zhì)量為0.5kg的小球(可視為質(zhì)點),用長的細線拴住在豎直面內(nèi)做圓周運動,g10m/s2求:

(1)小球剛好經(jīng)過最高點A時的速度;

(2)若小球經(jīng)過最高點A時速度為4m/s,小球?qū)毦的拉力;

(3)若小球經(jīng)過最低點B時速度為 ,細線對小球的拉力大小。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】處于紙面內(nèi)的一段直導線長L=1m,通有I=1A的恒定電流,方向如圖所示.將導線放在勻強磁場中,它受到垂直于紙面向外的大小為F=1N的磁場力作用.據(jù)此( )

A. 能確定磁感應(yīng)強度的大小和方向

B. 能確定磁感應(yīng)強度的方向,不能確定它的大小

C. 能確定磁感應(yīng)強度的大小,不能確定它的方向

D. 磁感應(yīng)強度的大小和方向都不能確定

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】核能作為一種新能源在現(xiàn)代社會中已不可缺少,我國在完善核電安全基礎(chǔ)上將加大核電站建設(shè)。核泄漏中的钚(Pu)是一種具有放射性的超鈾元素,它可破壞細胞基因,提高罹患癌癥的風險。已知钚的一種同位素Pu的半衰期為24100年,其衰變方程為Pu→X+He+γ,下列有關(guān)說法正確的是( )

A.X原子核中含有92個中子。

B.100個Pu經(jīng)過24100年后一定還剩余50個。

C.由于衰變時釋放巨大能量,根據(jù)E=mc2,衰變過程總質(zhì)量增加。

D.衰變發(fā)出的放射線是波長很短的光子,具有很強的穿透能力。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,在用可拆變壓器探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系的實驗中,下列說法正確的是________(填字母)

A. 用可拆變壓器,能方便地從不同接線柱上選取不同匝數(shù)的線圈

B. 測量原、副線圈的電壓,可用測定電池的電動勢和內(nèi)阻實驗中的直流電壓表

C. 原線圈接08接線柱,副線圈接04接線柱,則副線圈電壓大于原線圈電壓

D. 為便于探究,先保持原線圈匝數(shù)和電壓不變,改變副線圈的匝數(shù),研究其對副線圈電壓的影響

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖為某電場的電場線分布,N、Q是以電場線上一點O為圓心的同一圓周上的三點,OQ連結(jié)與直線MN垂直.以下說法正確的是(

A. O點電勢與Q點電勢相等

B. 、O間的電勢差大于ON間的電勢差

C. 將一負電荷由點移到Q點,電荷的電勢能減少

D. 正電荷在Q點所受電場力的方向與OQ垂直且豎直向上

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,L1和L2為平行虛線,L1上方和L2下方有垂直紙面向里的磁感應(yīng)強度相同的勻強磁場,A、B兩點都在L2上。帶電粒子從A點以初速度v與L2成30°角斜向上射出,經(jīng)偏轉(zhuǎn)后正好過B點,經(jīng)過B點時速度方向也斜向上,粒子重力不計。下列說法中正確的是()

A.帶電粒子經(jīng)過B點時的速度一定與在A點時的速度相同

B.若將帶電粒子在A點時的初速度變大(方向不變),它仍能經(jīng)過B點

C.若將帶電粒子在A點的初速度方向改為與L2成60°角斜向上,它也一定經(jīng)過B點

D.粒子一定帶正電荷

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,固定在水平面上的光滑斜面傾角為30°,質(zhì)量分別為 M、m 的兩個物體通過細繩及輕彈簧連接于光滑輕滑輪兩側(cè),斜面底端有一與斜面垂直的擋板.開始時用手按住物體 M,此時 M 距離擋板的距離為 s,滑輪兩邊的細繩恰好伸直,且彈簧處于原長狀態(tài).已知 M=2m,空氣阻力不計.松開手后,關(guān)于二者的運動下列說法中正確的是(  )

A. M m 組成的系統(tǒng)機械能守恒

B. M 的速度最大時,m 與地面間的作用力為零

C. M 恰好能到達擋板處,則此時 m 的速度為零

D. M 恰好能到達擋板處,則此過程中重力對 M 做的功等于彈簧彈性勢能的增加量與物體 m 的機械能增加量之和

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某同學利用如圖甲所示的裝置探究在彈性限度內(nèi)“彈簧彈力和彈簧伸長的關(guān)系”實驗,彈簧的最上端與刻度尺的零刻度對齊.

(1)將一個50g的鉤碼掛在彈簧的下端,彈簧指針如圖乙所示,則指針示數(shù)為_____cm.

(2)在彈性限度內(nèi),將每個50g的鉤碼逐個掛在彈簧下端,得到掛上不同數(shù)目的鉤碼對應(yīng)的指針示數(shù)L如表所示,用表中數(shù)據(jù)計算出彈簧的勁度系數(shù)k=_____N/m,彈簧沒有掛鉤碼時的豎直長度為_____cm.(重力加速度g=10m/s2,結(jié)果保留三位有效數(shù)字).

鉤碼數(shù)

1

2

3

4

L/cm

19.71

23.70

27.70

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