【題目】如圖所示,兩條平行導(dǎo)軌MN、PQ的間距為L,粗糙的水平軌道的左側(cè)為半徑為光滑圓軌道,其最低點(diǎn)與右側(cè)水平直導(dǎo)軌相切,水平導(dǎo)軌的右端連接一阻值為R的定值電阻;同時(shí),在水平導(dǎo)軌左邊寬度為的區(qū)域內(nèi)存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng),F(xiàn)將一金屬桿從圓軌道的最高點(diǎn)PM處由靜止釋放,金屬桿滑到磁場(chǎng)右邊界時(shí)恰好停止。已知金屬桿的質(zhì)量為、接入電路部分的電阻為R,且與水平導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為,金屬桿在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終與導(dǎo)軌垂直并接觸良好,導(dǎo)軌的電阻不計(jì),重力加速度大小為,求:

1)金屬桿剛到達(dá)水平軌道時(shí)對(duì)導(dǎo)軌的壓力大小N;

2)整個(gè)過(guò)程中通過(guò)金屬桿橫截面的電荷量;

3)整個(gè)過(guò)程中定值電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q。

【答案】1;(2;(3

【解析】(1)金屬桿剛到達(dá)水平軌道的速度大小為,金屬桿在圓弧軌道上下滑的過(guò)程中,根據(jù)機(jī)械能守恒定律有:

設(shè)此時(shí)導(dǎo)軌對(duì)金屬桿的支持力大小為F,則有:

解得:

根據(jù)牛頓第三定律可知:。

(2)設(shè)金屬桿在水平直導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為,則這段時(shí)間內(nèi)金屬桿中產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為,其中磁通量的變化

這段時(shí)間內(nèi)金屬桿上通過(guò)的平均電流為:

通過(guò)金屬桿橫截面的電荷量為

解得:。

(3)在金屬桿運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過(guò)程中,由能量守恒定律有:

解得:。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】下列說(shuō)法正確的是( )

A. 參考系必須選擇地面

B. 研究物體的運(yùn)動(dòng),參考系選擇任意物體其運(yùn)動(dòng)情況是一樣的

C. 選擇不同的參考系,物體的運(yùn)動(dòng)情況可能不同

D. 研究物體的運(yùn)動(dòng),必須選定參考系

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】在探究恒力做功與物體的動(dòng)能改變量的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中備有下列器材:

A.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器;B.天平;C.秒表;D.低壓交流電源;E.電池;F.紙帶;G.細(xì)線砝碼小車砝碼盤;H.薄木板.

(1)其中多余的器材是___________(填對(duì)應(yīng)字母),缺少的器材是___________.

(2)下圖是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的小車(質(zhì)量為m)在恒力F作用下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的紙帶.測(cè)量數(shù)據(jù)已用字母表示在圖中,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期為T.請(qǐng)分析,利用這些數(shù)據(jù)能否驗(yàn)證動(dòng)能定理?若不能,請(qǐng)說(shuō)明理由;若能,請(qǐng)說(shuō)出做法,并對(duì)這種做法做出評(píng)價(jià).

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,下列關(guān)于機(jī)械能是否守恒的判斷正確的是(   )

A. 甲圖中,火箭升空的過(guò)程中,若勻速升空機(jī)械能守恒,若加速升空機(jī)械能不守恒

B. 乙圖中物體勻速運(yùn)動(dòng),機(jī)械能守恒

C. 丙圖中小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng),機(jī)械能守恒

D. 丁圖中,輕彈簧將A、B兩小車彈開(kāi),兩小車組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,在兩個(gè)質(zhì)量分別為m和2m的小球ab之間,用一根長(zhǎng)為L的輕桿連接,兩小球可繞穿過(guò)輕桿中心O的水平軸無(wú)摩擦轉(zhuǎn)動(dòng),F(xiàn)讓輕桿處于水平位置后無(wú)初速釋放,重球b向下、輕球a向上產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng),在桿轉(zhuǎn)至豎直的過(guò)程中,下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(   )

A. b球的重力勢(shì)能減少,動(dòng)能增加

B. a球的重力勢(shì)能增加,動(dòng)能減少

C. a球和b球的總機(jī)械能守恒

D. 輕桿對(duì)a球做正功,對(duì)b球做負(fù)功,并且對(duì)兩球做功的絕對(duì)值相等

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,光滑水平面上靜止放著長(zhǎng)為L(zhǎng)=1.6 m、質(zhì)量為M=3 kg的木板,一個(gè)質(zhì)量為m=1 kg的小物塊放在木板的最右端,物塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.1,今對(duì)木板施加一水平向右的拉力F,g取10 m/s2

(1)施力F后,要想把木板從物塊的下方抽出來(lái),求力F的大小應(yīng)滿足的條件;

(2)為把木板從物塊的下方抽出來(lái),施加某力后,發(fā)現(xiàn)該力作用最短時(shí)間t0=0.8 s,恰好可以抽出,求此力的大小.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】(多選)美國(guó)《大眾科學(xué)》雜志報(bào)道,中國(guó)首艘國(guó)產(chǎn)航母預(yù)計(jì)在2019年服役.假設(shè)航空母艦上裝有幫助飛機(jī)起飛的彈射系統(tǒng),已知某型號(hào)的艦載飛機(jī)質(zhì)量為m=103 kg,在跑道上加速時(shí)產(chǎn)生的最大動(dòng)力為F=7×103 N,所受阻力為重力的0.2倍,當(dāng)飛機(jī)的速度大小達(dá)到50 m/s時(shí)才能離開(kāi)航空母艦起飛.g取10 m/s2,設(shè)航空母艦甲板長(zhǎng)為160 m,則下列說(shuō)法中正確的是(

A.飛機(jī)在跑道上加速時(shí)所受阻力大小為103 N

B.飛機(jī)在跑道上加速時(shí)的最大加速度大小為4 m/s2

C.若航空母艦處于靜止?fàn)顟B(tài),彈射系統(tǒng)必須使飛機(jī)至少具有大小為30 m/s的初速度

D.若航空母艦上不裝彈射系統(tǒng),為使飛機(jī)仍能在此艦上正常起飛,航空母艦沿飛機(jī)起飛方向的速度大小至少應(yīng)為10 m/s

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,一閉合金屬圓環(huán)用絕緣細(xì)線掛于O點(diǎn),將圓環(huán)拉離平衡位置并釋放,圓環(huán)擺動(dòng)過(guò)程中經(jīng)過(guò)有界的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,A、B為該磁場(chǎng)的豎直邊界.若不計(jì)空氣阻力,則:

A. 圓環(huán)向右穿過(guò)磁場(chǎng)后,還能擺至原來(lái)的高度

B. 在進(jìn)入和離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí),圓環(huán)中均有感應(yīng)電流

C. 圓環(huán)進(jìn)入磁場(chǎng)后離平衡位置越近速度越大,感應(yīng)電流也越大

D. 圓環(huán)最終將靜止在平衡位置

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】(多選)太陽(yáng)系各行星幾乎在同一平面內(nèi)沿同一方向繞太陽(yáng)做圓周運(yùn)動(dòng).當(dāng)?shù)厍蚯『眠\(yùn)行到某地外行星和太陽(yáng)之間,且三者幾乎排成一條直線的現(xiàn)象,天文學(xué)稱為“行星沖日”.據(jù)報(bào)道,2014年各行星沖日時(shí)間分別是:1月6日木星沖日;4月9日火星沖日;5月11日土星沖日;8月29日海王星沖日;10月8日天王星沖日.已知地球及各地外行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道半徑如下表所示.則下列判斷正確的是(

地球

火星

木星

土星

天王星

海王星

軌道半徑(AU)

1.0

1.5

5.2

9.5

19

30

A.各地外行星每年都會(huì)出現(xiàn)沖日現(xiàn)象

B.在2015年內(nèi)一定會(huì)出現(xiàn)木星沖日

C.天王星相鄰兩次沖日的時(shí)間間隔為土星的一半

D.地外行星中,海王星相鄰兩次沖日的時(shí)間間隔最短

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