【題目】如圖所示,間距為L的平行且足夠長(zhǎng)的光滑導(dǎo)軌由兩部分組成.傾斜部分與水平部分平滑相連,傾角為θ,在傾斜導(dǎo)軌頂端連接一阻值為r的定值電阻.質(zhì)量為m、電阻也為r的金屬桿MN垂直導(dǎo)軌跨放在導(dǎo)軌上,在傾斜導(dǎo)軌區(qū)域加一垂直導(dǎo)軌平面向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng);在水平導(dǎo)軌區(qū)域加另一垂直軌道平面向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度也為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng).閉合開(kāi)關(guān)S,讓金屬桿MN從圖示位置由靜止釋放,已知金屬桿MN運(yùn)動(dòng)到水平軌道前,已達(dá)到最大速度,不計(jì)導(dǎo)軌電阻,且金屬桿MN始終與導(dǎo)軌接觸良好并保持跟導(dǎo)軌垂直,重力加速度為g.

1)求金屬桿MN在傾斜導(dǎo)軌上滑行的最大速率vm

2)若金屬桿MN在傾斜導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng),速度未達(dá)到最大速度vm前,在流經(jīng)定值電阻的電流從零增大到I0的過(guò)程中,通過(guò)定值電阻的電荷量為q,求這段時(shí)間內(nèi)金屬桿MN通過(guò)的距離x

3)求在(2)中所述的過(guò)程中,定值電阻上產(chǎn)生的焦耳熱Q

【答案】123

【解析】

(1)金屬桿達(dá)到最大速度時(shí),受重力、支持力和安培力,根據(jù)平衡條件列式求解安培力,根據(jù)安培力公式和切割公式列式求解最大速度;(2)用電量的物理意義是取平均電流,對(duì)應(yīng)磁通量的變化,即可求解位移. (3)已知位移可得到恒力做功,再根據(jù)功能關(guān)系列式求解產(chǎn)生的電熱;

(1)金屬桿MN在傾斜導(dǎo)軌上滑行的速度最大時(shí),其受到的合力為零,

對(duì)其受力分析,可得mgsin θ-BImL0

根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律、閉合電路歐姆定律可得:

解得:

(2)由電流的定義可得:

根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律、閉合電路歐姆定律得:平均電流

解得:

(3)設(shè)電流為I0時(shí)金屬桿MN的速度為v0,

根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律、閉合電路歐姆定律,可得

解得:

設(shè)此過(guò)程中,電路產(chǎn)生的焦耳熱為Q,

由功能關(guān)系可得:

定值電阻r產(chǎn)生的焦耳熱

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】如圖所示,光滑的水平地面上有兩塊材料完全相同的木塊A、B,質(zhì)量均為,A、B之間用輕質(zhì)細(xì)繩水平連接,F(xiàn)沿細(xì)繩所在直線(xiàn)施加一水平恒力作用在A上,A、B開(kāi)始一起做勻加速運(yùn)動(dòng),在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中把和木塊A、B完全相同的木塊C放在某一木塊上面,系統(tǒng)仍加速運(yùn)動(dòng),且始終沒(méi)有相對(duì)滑動(dòng),則在放上C并達(dá)到穩(wěn)定后,下列說(shuō)法正確的是

A. C放在A上面,繩上拉力不變

B. C放在B上面,繩上拉力為

C. C放在B上,B、C間摩擦力為

D. C放在A上比放在B上運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】下列說(shuō)法正確的是

A. 簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期與振幅無(wú)關(guān)

B. 變化的電場(chǎng)一定能產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)

C. 太陽(yáng)光經(jīng)過(guò)三棱鏡的兩次折射后,會(huì)發(fā)散成彩色光帶

D. 電磁波傳遞信號(hào)可以實(shí)現(xiàn)無(wú)線(xiàn)通信,也可以通過(guò)有線(xiàn)傳輸

E. 在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中,保持入射光頻率不變,增大雙縫距離,則干涉條紋間距也增大

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.實(shí)驗(yàn)所用的電源為學(xué)生電源,輸出電壓為6 V的交流電和直流電兩種.重錘從高處由靜止開(kāi)始落下,重錘上拖著的紙帶通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出一系列的點(diǎn),對(duì)紙帶上的點(diǎn)跡進(jìn)行測(cè)量,即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律,已知重力加速度為g.

(1)下面列舉了該實(shí)驗(yàn)的幾個(gè)操作步驟:

A.按照?qǐng)D示的裝置安裝器件;

B.將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到電源的直流輸出端上;

C.用天平測(cè)量出重錘的質(zhì)量;

D.先釋放懸掛紙帶的夾子,然后接通電源開(kāi)關(guān)打出一條紙帶;

E.測(cè)量打出的紙帶上某些點(diǎn)之間的距離;

F.根據(jù)測(cè)量的結(jié)果計(jì)算重錘下落過(guò)程中減少的重力勢(shì)能在誤差范圍內(nèi)是否等于增加的動(dòng)能.

其中沒(méi)有必要或操作不恰當(dāng)?shù)牟襟E是________(填寫(xiě)選項(xiàng)對(duì)應(yīng)的字母).

(2)如圖所示是實(shí)驗(yàn)中得到一條紙帶,將起始點(diǎn)記為O,并在離O點(diǎn)較遠(yuǎn)的任意點(diǎn)依次選取6個(gè)連續(xù)的點(diǎn),分別記為A、B、C、D、E、F,量出各點(diǎn)與O點(diǎn)的距離分別為h1、h2h3、h4、h5、h6,使用交流電的周期為T,設(shè)重錘質(zhì)量為m,則在打E點(diǎn)時(shí)重錘的動(dòng)能為________,在打O點(diǎn)和E點(diǎn)這段時(shí)間內(nèi)的重力勢(shì)能的減少量為________

(3)在本實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),重錘減少的重力勢(shì)能總是______(填大于小于)重錘增加的動(dòng)能,主要是因?yàn)樵谥劐N下落過(guò)程中存在著阻力的作用,為了測(cè)定阻力大小,可算出(2)問(wèn)中紙帶各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的速度,分別記為v1v6, 并作vn2hn圖象,如圖所示,直線(xiàn)斜率為k,則可測(cè)出阻力大小為________

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,一質(zhì)量為m的木塊下端通過(guò)一細(xì)線(xiàn)懸掛一質(zhì)量為M的金屬小球,在水中以速率v0勻速下降.某一時(shí)刻細(xì)線(xiàn)突然斷裂,此后經(jīng)過(guò)時(shí)間t木塊的速度減為0.已知重力加速度為g,求:

時(shí)間t末時(shí)刻金屬小球的速度大小

t時(shí)間內(nèi)浮力對(duì)金屬小球的沖量的大小和方向

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】關(guān)于下列四幅圖說(shuō)法正確的是( )

A. 玻爾原子理論的基本假設(shè)認(rèn)為,電子繞核運(yùn)行軌道的半徑是任意的

B. 光電效應(yīng)產(chǎn)生的條件為:光強(qiáng)大于臨界值

C. 電子束通過(guò)鋁箔時(shí)的衍射圖樣證實(shí)了運(yùn)動(dòng)電子具有波動(dòng)性

D. 發(fā)現(xiàn)少數(shù)α粒子發(fā)生了較大偏轉(zhuǎn),說(shuō)明金原子質(zhì)量大而且很堅(jiān)硬

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的實(shí)驗(yàn)中:

1在確定小球落地點(diǎn)的平均位置時(shí)通常采用的做法是用圓規(guī)畫(huà)一個(gè)盡可能小的圓把所有的落點(diǎn)圈在里面,圓心即平均位置 ,其目的是減小實(shí)驗(yàn)中的________ (選填系統(tǒng)誤差偶然誤差”)

2入射小球每次必須從斜槽上_______滾下,這是為了保證入射小球每一次到達(dá)斜槽末端時(shí)速度相同.

3入射小球的質(zhì)量為,被碰小球的質(zhì)量為,在時(shí),實(shí)驗(yàn)中記下了O、MP、N四個(gè)位置(如圖所示),若滿(mǎn)足____________________(、OM、OP、ON表示),則說(shuō)明碰撞中動(dòng)量守恒;若還滿(mǎn)足_____________________(只能用OM、OP、ON表示),則說(shuō)明碰撞前后動(dòng)能也相等.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖,一塊長(zhǎng)木板B放在足夠大的光滑水平面上,在B上放一物體A,現(xiàn)以恒力F作用在B上,由于A、B間有摩擦力的作用,以地面為參考系,AB都向前移動(dòng)一段距離,在此過(guò)程中,下列說(shuō)法正確的是

A. 如果A、B之間發(fā)生相對(duì)滑動(dòng),物塊A可能滑到B的右端

B. A、B之間發(fā)生相對(duì)滑動(dòng),B對(duì)A的摩擦力所做的功大于物塊A的動(dòng)能的增量

C. 不論A、B是否相對(duì)滑動(dòng),A對(duì)B的摩擦力沖量均與B對(duì)A的摩擦力沖量相同

D. 不論A、B是否相對(duì)滑動(dòng),外力F對(duì)B做的功始終等于B的動(dòng)能的增量與B克服摩擦力的功之和

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】今年2月,太原市首批純電動(dòng)公交車(chē)開(kāi)始運(yùn)營(yíng)。在運(yùn)營(yíng)前的測(cè)試中,電動(dòng)公交車(chē)在平直路面上運(yùn)動(dòng),某段時(shí)間內(nèi)的v-t圖象如圖所示。已知在0~10s發(fā)動(dòng)機(jī)和車(chē)內(nèi)制動(dòng)裝置對(duì)車(chē)輛所做總功為零,車(chē)輛與路面間的摩擦阻力恒定,空氣阻力不計(jì)。已知公交車(chē)質(zhì)量為13.5t,g=10m/s2.

A. 汽車(chē)發(fā)生的位移為54m

B. 汽車(chē)與路面的摩擦阻力為2000N

C. 發(fā)動(dòng)機(jī)在第1s內(nèi)的平均功率是第7s內(nèi)的

D. 6s內(nèi)汽車(chē)克服車(chē)內(nèi)制動(dòng)裝置做功是第10s內(nèi)的

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