【題目】如圖所示，兩根豎直放置的足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌間距l＝0.50m，上端接有阻值R＝0.80Ω的定值電阻，導(dǎo)軌的電阻可忽略不計(jì)。導(dǎo)軌處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.40T、方向垂直于金屬導(dǎo)軌平面向外的有界勻強(qiáng)磁場中，磁場的上邊界如圖中虛線所示，虛線下方的磁場范圍足夠大。一根質(zhì)量m=4.0×10-2kg、電阻r＝0.20Ω的金屬桿MN，從距磁場上邊界h=0.20m高處，由靜止開始沿著金屬導(dǎo)軌下落。已知金屬桿下落過程中始終與兩導(dǎo)軌垂直且接觸良好，重力加速度g=10m/s2，不計(jì)空氣阻力。

(1)求金屬桿剛進(jìn)入磁場時(shí)通過電阻R的電流大��；

(2)求金屬桿剛進(jìn)入磁場時(shí)的加速度大小；

(3)若金屬桿進(jìn)入磁場區(qū)域一段時(shí)間后開始做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則金屬桿在勻速下落過程中其所受重力對它做功的功率為多大？

【答案】（1）0.40A；（2）8.0m/s2；（3）4.0W；

【解析】(1)金屬桿MN自由下落，設(shè)MN剛進(jìn)入磁場時(shí)的速度為v，

根據(jù)機(jī)械能守恒定律，有：

解得：v==2.0m/s

MN剛進(jìn)入磁場時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢 E=Blv =0.4×0.5×2V=0.40V

通過電阻R的電流大小 I==0.40A

(2)MN剛進(jìn)入磁場時(shí)F安=BIl =0.4×0.4×0.5N=0.08N

設(shè)MN剛進(jìn)入磁場時(shí)的加速度大小為a，根據(jù)牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律，

有mg - F安=ma

解得 a=8.0m/s2

(3)根據(jù)力的平衡條件可知，MN在磁場中勻速下落時(shí)有 mg=F安

設(shè)MN在磁場中勻速下落時(shí)的速度為vm，則此時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢E=Blvm，

感應(yīng)電流I= Blvm/（R+r），安培力F安=B2l2vm/（R+r）

聯(lián)立可解得 vm==10.0 m/s

在勻速下落過程中重力對金屬桿做功的功率P=mgvm=4.0W

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】ABCDE為單反照相機(jī)取景器中五棱鏡的一個(gè)截面示意圖，AB⊥BC，由a、b兩種單色光組成的細(xì)光束從空氣垂直AB射入棱鏡，經(jīng)兩次反射后光線垂直BC射出，且在CD、AE邊只有a光射出，光路如右圖所示，則a、b兩束光( )

A. 在真空中，a光的傳播速度比b光大

B. 在棱鏡內(nèi)，a光的傳播速度比b光小

C. 以相同的入射角從空氣斜射入水中,b光的折射角較小

D. 從零逐漸增大從水斜射入空氣的入射角，b光比a光先發(fā)生全反射

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，所有軌道均光滑，軌道AB與水平面的夾角為θ=370，A點(diǎn)距水平軌道的高度為H=1．8m。一無動(dòng)力小滑車質(zhì)量為m=1．0kg，從A點(diǎn)沿軌道由靜止滑下，經(jīng)過水平軌道BC再滑入圓形軌道內(nèi)側(cè)，圓形軌道半徑R=0．5m，通過圓形軌道最高點(diǎn)D然后從水平軌道E點(diǎn)飛出，E點(diǎn)右側(cè)有一壕溝，E、F兩點(diǎn)的豎直高度差h=1．25m，水平距離s=2．6m。不計(jì)小滑車通過B點(diǎn)時(shí)的能量損失，小滑車在運(yùn)動(dòng)全過程中可視為質(zhì)點(diǎn)，g=10m/s2，sin370=0．6，cos370=0．8，求：

（1）小滑車從A滑到B所經(jīng)歷的時(shí)間；

（2）在圓形軌道最高點(diǎn)D處小滑車對軌道的壓力大�。�

（3）要使小滑車既能安全通過圓形軌道又不掉進(jìn)壕溝，則小滑車至少應(yīng)從離水平軌道多高的地方由靜止滑下。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖1所示，物體A以速度v0做平拋運(yùn)動(dòng)，落地時(shí)水平方向的位移和豎直方向的位移均為L，圖1中的虛線是A做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡。圖2中的曲線是一光滑軌道，軌道的形狀與圖1中的虛線相同。讓物體B從軌道頂端無初速下滑，B下滑過程中沒有脫離軌道。物體A、B都可以看作質(zhì)點(diǎn)。重力加速度為g。則下列說法正確的是（ ）

A. A、B兩物體落地時(shí)的速度方向不同

B. A、B兩物體落地時(shí)的速度大小相等

C. 物體B落地時(shí)水平方向的速度大小為

D. 物體B落地時(shí)重力的瞬時(shí)功率為

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某同學(xué)用如圖所示裝置“研究物體的加速度與外力關(guān)系”，他將光電門固定在氣墊軌道上的某點(diǎn)B處，調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌水平后，用重力為F的鉤碼，經(jīng)繞過滑輪的細(xì)線拉滑塊，每次滑塊從同一位置A由靜止釋放，測出遮光條通過光電門的時(shí)間t。改變鉤碼個(gè)數(shù)，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)。記錄的數(shù)據(jù)及相關(guān)計(jì)算如下表。

①為便于分析F與t的關(guān)系，在坐標(biāo)紙上作出如圖所示的圖線，圖線為____的關(guān)系圖象

A.F-t, B.F-t2 C.F-

②結(jié)合表格中數(shù)據(jù)及圖線特點(diǎn)，算出圖線的斜率k=______ 。

③設(shè)AB間的距離為s，遮光條的寬度為d，由圖線的斜率可求得滑塊的質(zhì)量為M為______。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，空間有一個(gè)方向水平的有界磁場區(qū)域，一個(gè)矩形線框，自磁場上方某一高度下落，然后進(jìn)入磁場，進(jìn)入磁場時(shí)，導(dǎo)線框平面與磁場方向垂直。則在進(jìn)入磁場中導(dǎo)線框可能

A. 變加速下落 B. 變減速下落

C. 勻速下落 D. 勻加速下落

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】右圖是《探究力的平行四邊形定則》實(shí)驗(yàn)的示意圖．下列說法正確的是_______ (單選）

A．橡皮筋不需要每次被拉到同一個(gè)點(diǎn)

B．彈簧測力計(jì)必須與木板平面平行

C．用兩彈簧測力計(jì)拉橡皮條時(shí)，兩彈簧測力計(jì)的示數(shù)必須相同

D. 用兩彈簧測力計(jì)拉橡皮條時(shí)，應(yīng)使兩個(gè)拉力的方向垂直

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，金屬導(dǎo)軌MNC和PQD，MN與PQ平行且間距為L，所在平面與水平面夾角為α，N、Q連線與MN垂直，M、P間接有阻值為R的電阻；光滑直導(dǎo)軌NC和QD在同一水平面內(nèi)，與NQ的夾角都為銳角θ。粗細(xì)均勻金屬棒ab和ef質(zhì)量均為m，長均為L，ab棒初始位置在水平導(dǎo)軌上與NQ重合；ef棒垂直固定在傾斜導(dǎo)軌上�？臻g有方向豎直的勻強(qiáng)磁場（圖中未畫出）。兩金屬棒與導(dǎo)軌保持良好接觸。不計(jì)所有導(dǎo)軌和ab棒的電阻，ef棒的阻值為R，忽略感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場，重力加速度為g。

（1）若磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，給ab棒一個(gè)垂直于NQ、水平向右的速度v1，在水平導(dǎo)軌上沿運(yùn)動(dòng)方向滑行一段距離后停止，ef棒始終靜止，求此過程ef棒上產(chǎn)生的熱量；

（2）在（1）問過程中，ab棒滑行距離為d，求通過ab棒某橫截面的電量。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】假如將來的某一天你成為了一名優(yōu)秀的宇航員，并成功登上了月球．當(dāng)你乘宇宙飛船繞月球表面附近做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，測得宇宙飛船繞月球的周期為T；當(dāng)你站在月球上，距離月球表面高為h處自由釋放一個(gè)小球，測得小球經(jīng)過時(shí)間t后落到月球表面上；已知引力常量為G，忽略月球的自轉(zhuǎn)．根據(jù)以上信息，求：

（1）月球表面的重力加速度；

（2）月球的質(zhì)量．

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案