【題目】如圖所示,MN1PQ1為水平面內(nèi)兩平行光滑金屬導(dǎo)軌,MN2PQ2為豎直平面內(nèi)兩平行粗糙金屬導(dǎo)軌,導(dǎo)軌間距均為L0.2m,導(dǎo)軌電阻不計(jì),兩平行導(dǎo)軌均處于豎直向上的磁感應(yīng)強(qiáng)度B1T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,F(xiàn)有質(zhì)量m0.1kg、電阻R0.1Ω的兩根相同金屬棒ab、cd金屬棒ab垂直水平導(dǎo)軌放置,金屬棒cd放在豎直導(dǎo)軌的兩等高支架上,兩金屬棒均始終保持與導(dǎo)軌接觸良好。若金屬棒cd與豎直導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ0.5.現(xiàn)施加一水平向右的外力F作用于ab棒的中點(diǎn),使ab棒由靜止開(kāi)始向右作加速度a2m/s2的勻加速直線運(yùn)動(dòng),ab棒開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的同時(shí)撤去支架使cd棒貼著導(dǎo)軌由靜止開(kāi)始下落。假設(shè)兩導(dǎo)軌足夠長(zhǎng),求:

1)外力F隨時(shí)間t變化的表達(dá)式;

2)當(dāng)cd棒下落速度最大時(shí),ab棒的速度vab的大;

3)當(dāng)cd棒下落速度最大時(shí),cd棒的速度vcd的大。

4)當(dāng)cd棒下落速度最大時(shí),撤去ab棒的拉力F,求此后ab棒上電阻的發(fā)熱量Qab。

【答案】1F0.2+0.4t N);(210m/s;(325m/s;(42.5J。

【解析】

1ab棒做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),速度:v=at,

感應(yīng)電動(dòng)勢(shì):EBLvBLat,

感應(yīng)電流: ,

ab棒所受安培力:F安培BIL

對(duì)ab棒,由牛頓第二定律得:FBILma

代入數(shù)據(jù)解得:F0.2+0.4t N);

2cd棒做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)速度最大,

對(duì)cd棒,由平衡條件得:mgμBIL,

此時(shí)感應(yīng)電流: ,

代入數(shù)據(jù)解得:vab10m/s;

3abcd同時(shí)運(yùn)動(dòng),它們的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等, ,

ab棒的位移: ,

通過(guò)回路的電荷量: ,

對(duì)cd棒,由動(dòng)量定理得:mgtμBLtmvcd0,

其中:qt

代入數(shù)據(jù)解得:vcd25m/s;

4)克服安培力做功轉(zhuǎn)化為焦耳熱,ab棒的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為焦耳熱:Q

兩棒電阻相等,則:QabQ,

代入數(shù)據(jù)解得:Qab2.5J;

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】某興趣小組的同學(xué)們?cè)谧?/span>用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度的實(shí)驗(yàn)中,讓重錘自由下落,打出的一條紙帶如圖所示,圖中直尺的單位為cm,點(diǎn)O為紙帶上記錄到的第一點(diǎn),點(diǎn)A、B、CD…,依次表示點(diǎn)O以后連續(xù)的各點(diǎn),已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔T=0.02s打一個(gè)點(diǎn).

1)實(shí)驗(yàn)時(shí)使用電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,他的工作電壓是_______V

2)紙帶的_______(選填左端右端)與重錘相連

3XF=_______cm,XH=_______cm

4)點(diǎn)G的速度大小為vG=_______m/s

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】在某介質(zhì)中形成一列簡(jiǎn)諧波,t=0時(shí)刻的波形如圖中的實(shí)線所示.

(1)若波向右傳播,零時(shí)刻剛好傳到B點(diǎn),且再經(jīng)過(guò)0.6 s,P點(diǎn)也開(kāi)始起振,求:

①該列波的周期T;

②從t=0時(shí)刻起到P點(diǎn)第一次達(dá)到波峰時(shí)止,O點(diǎn)對(duì)平衡位置的位移y0及其所經(jīng)過(guò)的路程s0各為多少?

(2)若該列波的傳播速度大小為20 m/s,且波形中由實(shí)線變成虛線需要經(jīng)歷0.525 s時(shí)間,則該列波的傳播方向如何?

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】半徑為R的光滑細(xì)圓環(huán)軌道被固定在豎直平面內(nèi)內(nèi)有質(zhì)量為2mm的兩個(gè)小球以相同的角速度經(jīng)過(guò)圖示位置;小球直徑遠(yuǎn)小于軌道半徑下列說(shuō)法正確的是

A. 則在圖示位置兩小球?qū)壍赖淖饔昧Ψ较蛞欢ㄘQ直向下

B. 則在圖示位置兩小球?qū)壍赖淖饔昧榱?/span>

C. 則在圖示位置兩小球?qū)壍赖淖饔昧Ψ较蛞欢ㄘQ直向上

D. 則在圖示位置兩小球?qū)壍赖淖饔昧榱?/span>

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】關(guān)于伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究,下列說(shuō)法中正確的是

A. 伽利略認(rèn)為在同一地點(diǎn),重的物體和輕的物體下落快慢不同

B. 伽利略猜想運(yùn)動(dòng)速度與下落時(shí)間成正比,并直接用實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了驗(yàn)證

C. 伽利略通過(guò)數(shù)學(xué)推演并用小球在斜面上的運(yùn)動(dòng)驗(yàn)證了位移與時(shí)間的平方成正比

D. 伽利略通過(guò)直接測(cè)定小球瞬時(shí)速度來(lái)驗(yàn)證該小球是否做勻變速運(yùn)動(dòng)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】某同學(xué)設(shè)計(jì)出如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律,讓小球從A點(diǎn)自由下落,下落過(guò)程中經(jīng)過(guò)A點(diǎn)正下方的光電門(mén)B時(shí),光電計(jì)時(shí)器記錄下小球通過(guò)光電門(mén)時(shí)間t,當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹?/span>g

1)為了驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律,該實(shí)驗(yàn)還需要測(cè)量下列哪兩個(gè)物理量_____________。

A.小球的質(zhì)量m

BAB之間的距離H

C.小球從AB的下落時(shí)間tAB

D.小球的直徑d

2)小球通過(guò)光電門(mén)時(shí)的瞬時(shí)速度v=_______________(用題中所給的物理量表示)。

3)調(diào)整AB之間距離H,多次重復(fù)上述過(guò)程,作出H的變化圖象如圖乙所示,若小球下落過(guò)程中機(jī)械能守恒,則該直線的斜率k=________________(用題中所給的物理量表示)。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,兩束互相平行的單色光a、b從空氣中斜射到平行玻璃磚上,單色光a從下表面A點(diǎn)射出,b從下表面B點(diǎn)射出,由圖可知()

A. 在玻璃中,單色光a的傳播速度較大

B. 若增加入射光的入射角,則a光在玻璃磚的下表面先發(fā)生全反射

C. 分別通過(guò)同一雙縫干涉裝置,光的相鄰亮條紋間距小

D. 、光分別照射同一光電管都能發(fā)生光電效應(yīng),則光的遏止電壓高

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】人們發(fā)現(xiàn),不同的原子核,其核子的平均質(zhì)量(原子核的質(zhì)量除以核子數(shù))與原子序數(shù)有如圖所示的關(guān)系。下列關(guān)于原子結(jié)構(gòu)和核反應(yīng)的說(shuō)法正確的是_____

A. 由圖可知,原子核DE聚變成原子核F時(shí)會(huì)有質(zhì)量虧損,要吸收能量

B. 由圖可知,原子核A裂變成原子核BC時(shí)會(huì)有質(zhì)量虧損,要放出核能

C. 已知原子核A裂變成原子核BC時(shí)放出的γ射線能使某金屬板逸出光電子,若增加γ射線強(qiáng)度,則逸出光電子的最大初動(dòng)能增大。

D. 盧瑟福提出的原子核式結(jié)構(gòu)模型,可以解釋原子的穩(wěn)定性和原子光譜的分立特征

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖,一水平彈簧振子,O為平衡位置,振子在BC之間做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),設(shè)向右為正方向,則振子

A. CO運(yùn)動(dòng)時(shí),位移為正值,速度為正值,加速度為正值

B. OB 運(yùn)動(dòng)時(shí),位移為正值,速度為正值,加速度為負(fù)值

C. BO運(yùn)動(dòng)時(shí),位移為負(fù)值,速度為正值,加速度為負(fù)值

D. OC運(yùn)動(dòng)時(shí),位移為負(fù)值,速度為負(fù)值,加速度為負(fù)值

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