【題目】如圖所示,兩足夠長的平行光滑的金屬導(dǎo)軌MN、PQ相距為L1m,導(dǎo)軌平面與水平面夾角α30°,導(dǎo)軌電阻不計(jì).磁感應(yīng)強(qiáng)度為B12T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直導(dǎo)軌平面向上,長為L1m的金屬棒ab垂直于MNPQ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m12kg、電阻為R1.兩金屬導(dǎo)軌的上端連接右側(cè)電路,電路中通過導(dǎo)線接一對(duì)水平放置的平行金屬板,兩板間的距離和板長均為d0.5m,定值電阻為R2=3Ω,現(xiàn)閉合開關(guān)S并將金屬棒由靜止釋放,取g=10m/s2,求:

1)金屬棒下滑的最大速度為多大?

2)當(dāng)金屬棒下滑達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí),整個(gè)電路消耗的電功率P為多少?

3)當(dāng)金屬棒穩(wěn)定下滑時(shí),在水平放置的平行金屬間加一垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B23T,在下板的右端且非?拷掳宓奈恢锰幱幸毁|(zhì)量為m23×104kg、所帶電荷量為q-1×104C的液滴以初速度v水平向左射入兩板間,該液滴可視為質(zhì)點(diǎn).要使帶電粒子能從金屬板間射出,初速度v應(yīng)滿足什么條件?

【答案】12P=100 W3

【解析】

1)當(dāng)金屬桿勻速下滑時(shí)速度最大,設(shè)最大速度為,速度達(dá)到最大時(shí)則有

所以

聯(lián)立解得

2)整個(gè)電路消耗得電功率

所以P=100 W

3)金屬棒下滑穩(wěn)定時(shí),兩板電壓為

因?yàn)橐旱卧趦砂彘g有,所以做勻速圓周運(yùn)動(dòng)

當(dāng)液滴恰好從上板左端邊緣射出時(shí)

液滴得軌跡半徑為,所以

當(dāng)液滴恰好從上板右側(cè)邊緣射出時(shí);液滴得軌跡半徑為,所以

所以速度應(yīng)該滿足

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,有一帶電液滴靜止于電容器兩極板間,電源內(nèi)阻r不可忽略,現(xiàn)閉合開關(guān)S,將滑動(dòng)變阻器的滑片向b端移動(dòng)少許,穩(wěn)定后二個(gè)小燈泡仍能發(fā)光,則下列說法中正確的是( 。

A.小燈泡L1變亮,L2變暗B.液滴帶負(fù)電,將豎直向下運(yùn)動(dòng)

C.液滴帶正電,將豎直向上運(yùn)動(dòng)D.電流表中始終存在從左至右的電流

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖,旋轉(zhuǎn)秋千中的兩個(gè)座椅A、B質(zhì)量相等,通過相同長度的纜繩懸掛在水平的旋轉(zhuǎn)圓盤上,座椅A離轉(zhuǎn)軸的距離較近。不考慮空氣阻力的影響,當(dāng)旋轉(zhuǎn)圓盤繞豎直的中心軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng),穩(wěn)定后A、B都在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。則下列說法正確的是(  )

A. 座椅B的角速度比A

B. 座椅B的向心加速度比A

C. 懸掛A、B的纜繩與豎直方向的夾角相等

D. 懸掛B的纜繩所承受的拉力比懸掛A的纜繩所承受的拉力大

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示.平行板電容器兩個(gè)極板為A、BB板接地,A板帶有電荷量+Q.板間電場(chǎng)有一固定點(diǎn)P.若將B板固定,A板下移一些,或者將A板固定,B板上移一些.在這兩種情況下,以下說法正確的是

A.A板下移時(shí),P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度不變,P點(diǎn)電勢(shì)不變

B.A板下移時(shí),P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度不變,P點(diǎn)電勢(shì)升高

C.B板上移時(shí),P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度不變,P點(diǎn)電勢(shì)降低

D.B板上移時(shí),P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度減小,P點(diǎn)電勢(shì)降低

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】科學(xué)研究表明地球的自轉(zhuǎn)在變慢,四億年前,地球每年是400天,那時(shí),地球每自轉(zhuǎn)一周的時(shí)間是21.5小時(shí),比現(xiàn)在要快2.5小時(shí)。據(jù)科學(xué)家分析,地球自轉(zhuǎn)變慢的原因主要有兩個(gè):一個(gè)是潮汐時(shí)海水與海岸碰撞、與海底摩擦而使能量變成內(nèi)能;另一個(gè)是由于潮汐的作用,地球把部分自轉(zhuǎn)能量傳給了月球,使月球的機(jī)械能增加了(不考慮對(duì)月球自轉(zhuǎn)的影響)。由此可以判斷,與四億年前相比月球繞地球公轉(zhuǎn)的 ( 。

A.半徑增大B.速度增大C.周期增大D.角速度增大

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,速度不同的同種帶電粒子(重力都不計(jì))a、b沿半徑.AO方向進(jìn)入一圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,ab兩粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡分別為ABAC,則下列說法中正確的是

A. a粒子的速度比b粒子速度大

B. a粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間比b粒子長

C. 兩粒子離開磁場(chǎng)時(shí)的速度反向延長線一定都過圓心

D. 兩粒子離開磁場(chǎng)時(shí)的速度反向延長線不一定都過圓心

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】回旋加速器工作原理示意圖如圖所示.磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)與盒面垂直,兩盒間的狹縫很小,粒子穿過的時(shí)間可忽略,它們接在電壓為U、頻率為f的交流電源上,A處粒子源產(chǎn)生的質(zhì)子在加速器中被加速.質(zhì)子初速度可忽略,則下列說法正確的是

A. 若只增大交流電壓U,則質(zhì)子獲得的最大動(dòng)能增大

B. 若只增大交流電壓U,則質(zhì)子在回旋加速器中運(yùn)行時(shí)間會(huì)變短

C. 質(zhì)子第n次被加速前、后的軌道半徑之比

D. 不改變磁感應(yīng)強(qiáng)度B和交流電頻率f,該回旋加速器也能用于加速α粒子

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】用接在50Hz交流低壓電源上的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,研究小車的勻加速直線運(yùn)動(dòng),某次實(shí)驗(yàn)中得到一條紙帶如圖所示.從比較清晰的點(diǎn)起,每五個(gè)打印點(diǎn)取作一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),分別標(biāo)明0,12,3,……,量得23之間的距離S3=30.0mm,3、4兩點(diǎn)間的距離S4=48.0mm,則23兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為______s,小車在23之間的平均速度為______m/s,小車在位置3的瞬時(shí)速度為_______m/s

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如下圖所示,在一塊平板玻璃上放置-平凸薄透鏡,在兩者之間形成厚度不均勻的空氣膜,讓一束單一波長的光垂直入射到該裝置上,結(jié)果在上方觀察到如右圖所示的同心內(nèi)疏外密的團(tuán)環(huán)狀干涉條紋,稱為牛頓環(huán),以下說法正確的是( )

A.干涉現(xiàn)象是由于凸透鏡下表面反射光和玻璃上表面反射光疊加形成的

B.干涉現(xiàn)象是由于凸透鏡上表面反射光和玻璃上表面反射光疊加形成的

C.干涉條紋不等間距是因?yàn)榭諝饽ず穸炔皇蔷鶆蜃兓?/span>

D.干涉條紋不等間距是因?yàn)榭諝饽ず穸仁蔷鶆蜃兓?/span>

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