【題目】如圖所示,電阻忽略不計(jì)的、兩根兩平行的光滑金屬導(dǎo)軌豎直放置,其上端接一阻值為的定值電阻R。在水平虛線L1、L2間有一與導(dǎo)軌所在平面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B,磁場(chǎng)區(qū)域的高度為d=0.5m。導(dǎo)體棒a的質(zhì)量ma=0.2kg、電阻Ra=3Ω;導(dǎo)體棒b的質(zhì)量mb=0.1kg、電阻Rb=6Ω,它們分別從圖中MN處同時(shí)由靜止開始在導(dǎo)軌上無摩擦向下滑動(dòng),且都能勻速穿過磁場(chǎng)區(qū)域,當(dāng)b 剛穿出磁場(chǎng)時(shí)a正好進(jìn)入磁場(chǎng).設(shè)重力加速度為g=10m/s2。(不計(jì)a、b之間的作用)求:

1)在整個(gè)過程中,ab兩棒克服安培力分別做的功;

2M點(diǎn)和N點(diǎn)距L1的高度。

【答案】10.J(2) hb=m

【解析】

(1)棒勻速通過磁場(chǎng),克服安培力所做的功等于重力做功。

(2)由法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律、力平衡等推導(dǎo)兩棒在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的速度,結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式,求出時(shí)間和高度。

(1)兩金屬棒都是勻速穿過磁場(chǎng)的,安培力與重力等大,克服安培力做功分別為:Wa=magd=0.2×10×0.5J=1J,
Wb=mbgd=0.1×10×0.5J=0.5J;
(2)設(shè)b在磁場(chǎng)中勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)速度為vb,總電阻:R1=7.5Ω,
b中的電流:,
由平衡條件得:mbg=BIbL,
即:mbg,
同理,設(shè)a在磁場(chǎng)中勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)速度為va,總電阻R2=5Ω,由平衡條件得:mag=BIaL,
即:mag,
由以上各式得:,
設(shè)b棒在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t,位移:d=vbtva=vb+gt,
由以上各式得:va2m2/s2,vb2=15m2/s2,
a、b棒開始時(shí)距離磁場(chǎng)邊界L1的高度分別為ha、hb,
v2=2gh得:va2=2gha,vb2=2ghb,解得:ha=m,hb=m;

練習(xí)冊(cè)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,在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=10T、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,有一個(gè)與水平面成θ=37°角的導(dǎo)電滑軌,滑軌上放置一個(gè)可自由移動(dòng)的金屬桿ab,已知接在滑軌中的電源電動(dòng)勢(shì)E=12V,內(nèi)阻不計(jì),ab桿長(zhǎng)L=05m,質(zhì)量m=02kg,桿與滑軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=01,滑軌與ab桿的電阻忽略不計(jì),g10m/s2,sin37°=06求:接在滑軌上的滑動(dòng)變阻器R的阻值在什么范圍內(nèi)變化時(shí),可使ab桿在滑軌上保持靜止?(結(jié)果保留一位有效數(shù)字)

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,有一傾角為30°的光滑斜面,斜面長(zhǎng)L=10m,一小球從斜面頂端以10m/s的速度沿水平方向拋出,求:

(1)小球沿斜面滑到底端的時(shí)間t和水平位移S;

(2)小球到達(dá)斜面底端時(shí)的速度大小.(g取10m/s2

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一矩形閉合線圈abcd,線圈平面與磁場(chǎng)垂直。已知線圈的匝數(shù)N=100,邊長(zhǎng)ab="1.0" mbc="0.5" m,電阻r=2Ω。磁感應(yīng)強(qiáng)度B0 ~1 s內(nèi)從零均勻變化到0.2 T。在1~5 s內(nèi)從0.2 T均勻變化到-0.2T,取垂直紙面向里為磁場(chǎng)的正方向。求:

10.5s 時(shí)線圈內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小E和感應(yīng)電流的方向;

2)在1~5s內(nèi)通過線圈的電荷量q;

3)在0~5s內(nèi)線圈產(chǎn)生的焦耳熱Q。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,在距離水平地面足夠高處有一長(zhǎng)為L=2 m的傳送帶,傳送帶的速度v=4 m/s,F(xiàn)將m=1 kg的物體(可視為質(zhì)點(diǎn))輕放在左輪正上方的皮帶上,物體與皮帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.1,電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)皮帶將物體從左側(cè)運(yùn)送到右側(cè),物體從右側(cè)滑出后立即受到水平向左的恒力F=10 N作用,整個(gè)過程空氣阻力不計(jì),重力加速度g取10 m/s2。求:

(1)物體剛放上傳送帶時(shí),物體的加速度a1大小?

(2)物體從左側(cè)運(yùn)送到傳送帶右側(cè)過程中,摩擦產(chǎn)生的熱量Q?

(3)物體從傳送帶右側(cè)滑出后的最小動(dòng)能Ekmin及此時(shí)距離傳送帶右側(cè)滑出點(diǎn)多遠(yuǎn)?(已知=1.414,=1.732,=2.236,=3.162 )

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【題目】近年來自然災(zāi)害在世界各地頻頻發(fā)生,給人類帶來巨大損失.科學(xué)家們對(duì)其中地震、海嘯的研究結(jié)果表明,地球的自轉(zhuǎn)將因此緩慢變快.下列說法正確的是

A. 天宮一號(hào)飛行器的高度要略調(diào)高一點(diǎn) B. 地球赤道上物體的重力會(huì)略變大

C. 同步衛(wèi)星的高度要略調(diào)低一點(diǎn) D. 地球的第一宇宙速度將略變小

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【題目】如圖所示,細(xì)桿的一端與小球相連,可繞過O點(diǎn)的水平軸自由轉(zhuǎn)動(dòng),細(xì)桿長(zhǎng)0.5m,小球質(zhì)量為3.0kg,現(xiàn)給小球一初速度使它做圓周運(yùn)動(dòng),若小球通過軌道最低點(diǎn)a處的速度為va4m/s,通過軌道最高點(diǎn)b處的速度為vb2m/s,取g10m/s2,則小球通過最低點(diǎn)和最高點(diǎn)時(shí)對(duì)細(xì)桿作用力的情況是

A. a處為壓力,方向豎直向下,大小為126N

B. a處為拉力,方向豎直向上,大小為126N

C. b處為壓力,方向豎直向下,大小為6N

D. b處為拉力,方向豎直向上,大小為6N

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,虛線abcd為矩形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,磁場(chǎng)方向豎直向下,圓形閉合金屬線圈以某初速度沿光滑絕緣水平面向磁場(chǎng)區(qū)域運(yùn)動(dòng)。圖乙給出的是圓形閉合金屬線圈的四個(gè)可能到達(dá)的位置,不計(jì)空氣阻力,下列說法正確的是( )

A. ①位置線圈中感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針

B. ②位置線圈中一定沒有感應(yīng)電流

C. ①④位置線圈的速度可能為零

D. ②③位置線圈的速度可能為零

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】從離地高為H的陽臺(tái)上以速度v豎直向上拋出質(zhì)量為m的物體,它上升h后又返回下落,最后落在地面上,則下列說法中正確的是(不計(jì)空氣阻力,以地面為參考面)(  )

A. 物體在最高點(diǎn)時(shí)機(jī)械能為mg(Hh)

B. 物體落地時(shí)的機(jī)械能為mg(Hh)mv2

C. 物體落地時(shí)的機(jī)械能為mgHmv2

D. 物體在落回過程中,經(jīng)過陽臺(tái)時(shí)的機(jī)械能為mgHmv2

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