如圖16所示，兩光滑軌道相距L=0.5m，固定在傾角為的斜面上，軌道下端連入阻值為R=4Ω的定值電阻，整個(gè)軌道處在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T，一質(zhì)量m=0.1㎏的金屬棒MN從軌道頂端由靜止釋放，沿軌道下滑，金屬棒沿軌道下滑x=30m后恰達(dá)到最大速度（軌道足夠長(zhǎng)），在該過程中，始終能保持與軌道良好接觸。（軌道及金屬棒的電阻不計(jì)）

（1）金屬棒下滑過程中,M、N哪端電勢(shì)高.

（2）求金屬棒下滑過程中的最大速度v.

（3）求該過程中回路中產(chǎn)生的焦耳熱Q.

 

【答案】

 （1）M端電勢(shì)較高；（2）v=15m/s；（3）

【解析】

試題分析: （1）根據(jù)右手定則，可判知M端電勢(shì)較高          （2分）

（2）設(shè)金屬棒的最大速度為v，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

E=BLVcos         （1分）

根據(jù)閉合電路歐姆定律，回路中的電流強(qiáng)度

I=E/R          （1分）

金屬棒所受安培力F為    F=BIL         （1分）

對(duì)金屬棒，根據(jù)平衡條件列方程

mgsin=Fcos          （2分）

聯(lián)立以上方程解得   v=15m/s           （2分）

(3)根據(jù)能量守恒

           （3分）

代入數(shù)據(jù)解得          （2分）

考點(diǎn)： 法拉第電磁感應(yīng)定律，閉合電路歐姆定律，電磁感應(yīng)中的功能關(guān)系。

 

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：

如圖16所示，光滑水平面上A、B兩小車質(zhì)量都是M，A車頭站立一質(zhì)量為m的人，兩車在同一直線上相向運(yùn)動(dòng).為避免兩車相撞，人從A車躍到B車上，最終A車停止運(yùn)動(dòng)，B車獲得反向速度v0，試求：

(1)兩小車和人組成的系統(tǒng)的初動(dòng)量大小.

(2)為避免兩車相撞，且要求人跳躍速度盡量小，則人跳上B車后，A車的速度多大？

圖16
 
 


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科目：高中物理 來源： 題型：

滑板運(yùn)動(dòng)是青少年喜愛的一項(xiàng)活動(dòng)。如圖16所示，滑板運(yùn)動(dòng)員以某一初速度從A點(diǎn)水平離開h=0.8m高的平臺(tái)，運(yùn)動(dòng)員（連同滑板）恰好能無碰撞的從B點(diǎn)沿圓弧切線進(jìn)入豎直光滑圓弧軌道，然后經(jīng)C點(diǎn)沿固定斜面向上運(yùn)動(dòng)至最高點(diǎn)D。圓弧軌道的半徑為1m，B、C為圓弧的兩端點(diǎn)，其連線水平，圓弧對(duì)應(yīng)圓心角θ=106°，斜面與圓弧相切于C點(diǎn)。已知滑板與斜面問的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ =，g=10m/s2,sin37°=0.6，cos37°=0.8，不計(jì)空氣阻力，運(yùn)動(dòng)員（連同滑板）質(zhì)量為50kg，可視為質(zhì)點(diǎn)。試求：

（1）運(yùn)動(dòng)員（連同滑板）離開平臺(tái)時(shí)的初速度v0；

（2）運(yùn)動(dòng)員（連同滑板）通過圓弧軌道最底點(diǎn)對(duì)軌道的壓力；

（3）運(yùn)動(dòng)員（連同滑板）在斜面上滑行的最大距離。

 

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科目：高中物理 來源： 題型：

（7分）如圖16所示，兩根豎直放置的足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌間距l＝0.50m，導(dǎo)軌上端接有電阻R＝0.80Ω，導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì)。導(dǎo)軌下部的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)有虛線所示的水平上邊界，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.40T，方向垂直于金屬導(dǎo)軌平面向外。電阻r＝0.20Ω的金屬桿MN，從靜止開始沿著金屬導(dǎo)軌下落，下落一定高度后以v=2.5m/s的速度進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，金屬桿下落過程中始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好。已知重力加速度g=10m/s2，不計(jì)空氣阻力。

（1）求金屬桿剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)通過電阻R的電流大小；

（2）求金屬桿剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，M、N兩端的電壓；

（3）若金屬桿剛進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)恰能勻速運(yùn)動(dòng)，則在勻速下落過程中每秒鐘有多少重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為電能？

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科目：高中物理 來源： 題型：

（14分）如圖16所示，在光滑絕緣的水平臺(tái)面上，存在平行于水平面向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度為E。水平臺(tái)面上放置兩個(gè)靜止的小球A和B（均可看作質(zhì)點(diǎn)），兩小球質(zhì)量均為m，A球帶電荷量為+Q，B球不帶電，A、B連線與電場(chǎng)線平行。開始時(shí)兩球相距L，在電場(chǎng)力作用下，A球開始運(yùn)動(dòng)（此時(shí)為計(jì)時(shí)零點(diǎn)，即t=0），后與B球發(fā)生對(duì)心碰撞，碰撞過程中A、B兩球總動(dòng)能無損失，導(dǎo)致發(fā)生碰撞的兩球交換速度。設(shè)在各次碰撞過程中，A、B兩球間無電量轉(zhuǎn)移，且不考慮兩球碰撞時(shí)間及兩球間的萬有引力。

（1）第一次碰撞結(jié)束瞬間B球的速度V0為多大？從A球開始運(yùn)動(dòng)到發(fā)生第一次碰撞所經(jīng)歷的時(shí)間T0是多少？

（2）分別在甲、乙坐標(biāo)系中，用實(shí)線作出A、B兩球從計(jì)時(shí)零點(diǎn)到即將發(fā)生第三次碰撞這段過程中的v-t圖像。要求寫出必要的演算推理過程。

（3）從計(jì)時(shí)零點(diǎn)到即將發(fā)生第三次碰撞這段過程中電場(chǎng)力共做了多少功？

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