【題目】如圖所示,電阻不計(jì)的平行金屬導(dǎo)軌固定在傾角θ=37°的絕緣斜面上,導(dǎo)軌間距L=0.5m,導(dǎo)軌上端接一阻值R=lΩ的電阻。勻強(qiáng)磁場垂直穿過導(dǎo)軌平面,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2T。兩導(dǎo)體棒a、b質(zhì)量均為m=lkg、電阻均為r=0.5Ω,且a棒與導(dǎo)軌之間的動摩擦因數(shù)μl=0.5,b棒與導(dǎo)軌之間的動摩擦因數(shù)μ2 =0.8開始時(shí)a棒固定,b棒靜止,現(xiàn)讓以棒由靜止開始下滑,當(dāng)b棒在安培力作用下剛要開始運(yùn)動時(shí),兩棒恰好相碰,且碰后不分開并一起向下運(yùn)動。a、b棒始終與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸。已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,g10m/s2,求:

(1)a棒與b棒剛要相碰時(shí),a棒的速度大;

(2)ab棒一起下滑的最大速度;

(3)若兩棒相碰后,經(jīng)過s發(fā)現(xiàn)已經(jīng)達(dá)到最大速度,求在這段時(shí)間內(nèi)電路中產(chǎn)生的熱量。

【答案】(1)0.5m/s(2)2m/s;(3)J。

【解析】

(1)b棒剛要開始運(yùn)動時(shí),有

解得

A

此時(shí)a棒中的電流

A

整個(gè)電路的總電阻為

a棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢

由閉合電路歐姆定律

解得此時(shí)a棒的速度大小為

;

(2)a、b棒碰撞過程滿足動量守恒,有

解得

當(dāng)a、b棒一起下滑加速度為0(即勻速運(yùn)動)時(shí),速度最大,則電路中的電阻為

a、b棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢

回路中的感應(yīng)電流

ab棒所受的安培力

F=BIL

根據(jù)平衡條件可得

解得

;

(3)由于兩棒碰后不分開,則兩棒一起向下運(yùn)動的過程中,根據(jù)動量定理:

平均感應(yīng)電動勢為

其中

通過電阻R的凈電荷量

根據(jù)能量守恒定律:

解得

J。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示為安培力演示儀,兩磁極間可視為勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,一質(zhì)量為m的金屬框ABCD處于磁場中,可繞CD白由旋轉(zhuǎn),其中ABL1,CBL2,當(dāng)線框ABCD中通以恒定電流時(shí),線框向右擺開的最大角度為θ,則下列說法正確的是

A.線框AB邊通過的電流方向?yàn)?/span>BA

B.線框ABCD中通以電流I時(shí),線框AB邊受到的安培力大小為BIL2

C.線框中通入的電流大小為

D.線框中通入的電流大小為

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,兩木塊A、B用輕質(zhì)彈簧連在一起,置于光滑的水平面上。一顆子彈水平射入木塊A,并留在其中。在子彈打中木塊A及彈簧被壓縮的整個(gè)過程中,對子彈、兩木塊和彈簧組成的系統(tǒng),下列說法中正確的是(  )

A.動量守恒、機(jī)械能守恒

B.動量守恒、機(jī)械能不守恒

C.動量不守恒、機(jī)械能守恒

D.動量、機(jī)械能都不守恒

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,質(zhì)量均為m的帶孔小球A、B穿在豎直面內(nèi)的光滑金屬網(wǎng)環(huán)上,金屬圓環(huán)半徑為R,用兩根長均為R的細(xì)繩一端分別系于A、B球上,另一端分別系于金屬圓環(huán)的最高點(diǎn)和最低點(diǎn),F(xiàn)讓金屬圓環(huán)以角速度ω繞豎直直徑轉(zhuǎn)動,轉(zhuǎn)動過程中細(xì)繩不會被拉斷,則下列說法正確的是(  )

A.當(dāng)時(shí),連接B球的細(xì)繩恰好被拉直

B.當(dāng)時(shí),金屬圓環(huán)對A球的作用力為零

C.當(dāng),且ω不斷增大時(shí),金屬圓環(huán)對B球的作用力有可能為零

D.當(dāng),且ω不斷增大時(shí),A球有可能會沿金屬圓環(huán)向上移動

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某中學(xué)科技節(jié)上,一活動小組利用銅片、鋅片和家鄉(xiāng)盛產(chǎn)的柑橘制作了水果電池,但這種電池并不能點(diǎn)亮額定電壓為1.5V、額定電流為0.3A的小燈泡,為了尋找原因。

(1)該小組同學(xué)先用多用電表直流電壓“0~2.5V”擋粗測了水果電池的電動勢,指針穩(wěn)定時(shí)如圖甲所示,其示數(shù)為__________V;進(jìn)一步分析小燈泡不亮的原因是流過小燈泡的電流太小了,經(jīng)實(shí)驗(yàn)測得還不足3mA。為了更精確地測定該水果電池的電動勢和內(nèi)阻,實(shí)驗(yàn)室提供了如下實(shí)驗(yàn)器材:

A. 電流表A1(量程0~3mA,內(nèi)阻為40Ω

B. 電流表A2(量程0~0.6A,內(nèi)阻為15Ω

C. 電壓表V(量程0~1.5V,內(nèi)阻約為3kΩ

D. 滑動變阻器R1(阻值0~10Ω,額定電流為1A

E. 滑動變阻器R2(阻值0--2kΩ,額定電流為1A

F. 開關(guān)、導(dǎo)線若干

G. 水果電池

(2)則實(shí)驗(yàn)中電流表應(yīng)選用_________,滑動變阻器應(yīng)選用_________(均用選項(xiàng)前的序號字母表示)。

(3)請?jiān)趫D乙虛線框內(nèi)畫出測定該水果電池的電動勢和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)電路圖。______

(4)根據(jù)實(shí)驗(yàn)記錄的數(shù)據(jù),經(jīng)描點(diǎn)、連線得到水果電池的路端電壓隨電流變化的U-I圖像如圖丙所示,由圖丙可知,水果電池的電動勢E=__________V,內(nèi)阻r=__________Ω。(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所小,在粗糙水平面上,用水平輕繩相連的兩個(gè)相同物體PQ,質(zhì)量均為m,在水平恒力F作用下以速度v做勻速運(yùn)動.t=0時(shí)輕繩斷開,QF的作用下繼續(xù)前進(jìn),則下列說法正確的是( 。

A.t=0時(shí)間內(nèi),P、Q的總動量守恒

B.t=0時(shí)間內(nèi),PQ的總動量守恒

C.時(shí),Q的動量為3mv

D.時(shí),P的動量為

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】水平力方向確定,大小隨時(shí)間的變化如圖甲所示,用力拉靜止在水平桌面上的物塊,在0開始逐漸增大的過程中,物塊的加速度隨時(shí)間變化的圖象如圖乙所示。重力加速度大小為,最大靜摩擦力大于滑動摩擦力。由圖可知(

A.物塊與水平桌面間的最大靜摩擦力為

B.物塊與水平桌面間的動摩擦因數(shù)為0.1

C.物塊的質(zhì)量

D.時(shí),物塊的速度為

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,將某均勻長方體鋸成A、B兩塊后,在水平桌面上并對放在一起,現(xiàn)用水平力FB,使A、B整體保持長方體沿F方向勻速運(yùn)動,則

A. A在水平方向受到三個(gè)力的作用,且合力為零

B. A在水平方向受到五個(gè)力的作用,且合力為零

C. AB的作用力方向與A、B接觸面垂直

D. BA的彈力大于桌面對A的摩擦力

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖甲所示的按壓式圓珠筆可以簡化為外殼、內(nèi)芯和輕質(zhì)彈簧三部分,已知內(nèi)芯質(zhì)量為m,外殼質(zhì)量為4m,外殼與內(nèi)芯之間的彈簧的勁度系數(shù)為k。如圖乙所示,把筆豎直倒立于水平硬桌面上,用力下壓外殼使其下端接觸桌面(見位置a),此時(shí)彈簧壓縮量為h= ,儲存的彈性勢能為E=,然后將圓珠筆由靜止釋放,圓珠筆外殼豎直上升與內(nèi)芯發(fā)生碰撞時(shí)(見位置b),彈簧恰恢復(fù)到原長,此后內(nèi)芯與外殼以共同的速度一起上升到最大高度處(見位置c)。不計(jì)摩擦與空氣阻力,下列說法正確的是( 。

A.彈簧推動外殼向上運(yùn)動的過程中,當(dāng)外殼速度最大時(shí),彈簧處于壓縮狀態(tài)

B.外殼豎直上升與靜止的內(nèi)芯碰撞前的瞬間外殼的速外殼的速度大小為8g

C.外殼與內(nèi)芯碰撞后,圓珠筆上升的最大高度為

D.圓珠筆彈起的整個(gè)過程中,彈簧釋放的彈性勢能等于圓珠筆增加的重力勢能

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