【題目】如圖,間距為L的足夠長(zhǎng)光滑平行金屬導(dǎo)軌固定在同一水平面內(nèi),虛線MN右側(cè)區(qū)域存在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。質(zhì)量均為m、長(zhǎng)度均為L、電阻均為R的導(dǎo)體棒a、b,垂直導(dǎo)軌放置且保持與導(dǎo)軌接觸良好。開(kāi)始導(dǎo)體棒b靜止于與MN相距為v0處,導(dǎo)體棒a以水平速度v0MN處進(jìn)入磁場(chǎng)。不計(jì)導(dǎo)軌電阻,忽略因電流變化產(chǎn)生的電磁輻射,運(yùn)動(dòng)過(guò)程中導(dǎo)體棒a、b沒(méi)有發(fā)生碰撞。求

(1)導(dǎo)體棒b中產(chǎn)生的內(nèi)能;

(2)導(dǎo)體棒a、b間的最小距離。

【答案】1;(2

【解析】

1)導(dǎo)體棒a進(jìn)入磁場(chǎng)后,a、b及導(dǎo)軌組成的回路磁通量變化,產(chǎn)生感應(yīng)電流。在安培力作用下,a做減速運(yùn)動(dòng)、b做加速運(yùn)動(dòng),最終二者速度相等。在此過(guò)程中系統(tǒng)的動(dòng)量守恒

根據(jù)能的轉(zhuǎn)化和守恒定律:

導(dǎo)體棒b中產(chǎn)生的內(nèi)能:

整理得

2)設(shè)經(jīng)過(guò)時(shí)間二者速度相等,此過(guò)程中安培力的平均值為F,導(dǎo)體棒ab間的最小距離為x。以b為研究對(duì)象,根據(jù)動(dòng)量定理:

整理得

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,長(zhǎng)為8d、間距為d的平行金屬板水平放置,O點(diǎn)有一粒子源,能持續(xù)水平向右發(fā)射初速度為v0,電荷量為+q,質(zhì)量為m的粒子。在兩板間存在如圖所示的交變電場(chǎng),取豎直向下為正方向,不計(jì)粒子重力。以下判斷正確的是

A. 粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最短時(shí)間為

B. 射出粒子的最大動(dòng)能為mv02

C. t=時(shí)刻進(jìn)入的粒子,從O點(diǎn)射出

D. t=時(shí)刻進(jìn)入的粒子,從O點(diǎn)射出

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】質(zhì)量為m=2kg的物體(可視為質(zhì)點(diǎn))靜止在光滑水平面上的直角坐標(biāo)系的原點(diǎn)O處,先用沿x軸正方向的力F1=8N作用2s,然后撤去F1;再用沿y軸正方向的力F2=10N作用2s.則物體在這4s內(nèi)的軌跡為

A. B.

C. D.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】圖甲為磁控健身車,圖乙為其車輪處結(jié)構(gòu)示意圖,在金屬飛輪的外側(cè)有一些磁鐵(與飛輪不接觸),人用力蹬車帶動(dòng)飛輪旋轉(zhuǎn)時(shí),磁鐵會(huì)對(duì)飛輪產(chǎn)生阻礙,拉動(dòng)旋鈕拉線可以改變磁鐵與飛輪間的距離.下列說(shuō)法正確的有(  )

A. 飛輪受到的阻力主要來(lái)源于磁鐵對(duì)它的安培力

B. 飛輪轉(zhuǎn)速一定時(shí),磁鐵越靠近飛輪,飛輪受到的阻力越小

C. 磁鐵和飛輪間的距離一定時(shí),飛輪轉(zhuǎn)速越大,受到的阻力越小

D. 磁鐵和飛輪間的距離一定時(shí),飛輪轉(zhuǎn)速越大,內(nèi)部的渦流越弱

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,半徑為R的光滑圓弧AO對(duì)接半徑為2R的光滑圓弧OBO點(diǎn).可視為質(zhì)點(diǎn)的物體從上面圓弧的某點(diǎn)C由靜止下滑(C點(diǎn)未標(biāo)出),物體恰能從O點(diǎn)平拋出去.則

A. CO1O=60°

B. CO1O=90°

C. 落地點(diǎn)距O2的距離為

D. 落地點(diǎn)距O2的距離為2R

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】一線圈匝數(shù)為N、電阻為r,在線圈外接一阻值為2r的電阻R,如圖甲所示.線圈內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁通量Φ隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖乙所示.0t0時(shí)間內(nèi):

1)線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小。

2)通過(guò)R的感應(yīng)電流大小和方向。

3)電阻R中感應(yīng)電流產(chǎn)生的焦耳熱。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】甲、乙兩車在一平直公路上從同一地點(diǎn)沿同一方向沿直線運(yùn)動(dòng),它們的圖像如圖所示。下列判斷正確的是(

A. 乙車啟動(dòng)時(shí)的加速度大小為

B. 乙車啟動(dòng)時(shí)與甲車相距

C. 乙車啟動(dòng)后乙車正好超過(guò)甲車

D. 運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,乙車落后甲車的最大距離為

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,真空中有一個(gè)半徑r=0.5m的圓柱形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=2×10-3T,方向垂直于紙面向外,x軸與圓形磁場(chǎng)相切于坐標(biāo)系原點(diǎn)O,在x=0.5mx=1.5m之間的區(qū)域內(nèi)有一個(gè)方向沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)域,電場(chǎng)強(qiáng)E=1.5×103N/C,在x=1.5m處豎有一個(gè)與x軸垂直的足夠長(zhǎng)的熒光屏,一粒子源在O點(diǎn)沿紙平面向各個(gè)方向發(fā)射速率相同、比荷C/kg的帶正電的粒子,若沿y軸正方向射入磁場(chǎng)的粒子恰能從磁場(chǎng)最右側(cè)的A點(diǎn)沿x軸正方向垂直進(jìn)入電場(chǎng),不計(jì)粒子的重力及粒子間的相互作用和其他阻力.求:

(1)粒子源發(fā)射的粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度大小;

(2)沿y軸正方向射入磁場(chǎng)的粒子從射出到打到熒光屏上的時(shí)間(計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字);

(3)O點(diǎn)處射出的粒子打在熒光屏上的縱坐標(biāo)區(qū)域范圍.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,豎直面內(nèi)的虛線邊界AMN為等邊三角形,邊長(zhǎng)L=0.6m,水平邊界MN上方是豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)E=2×10-4N/C ,P、Q分別是AMAN的中點(diǎn),梯形MNQP內(nèi)有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),APQ內(nèi)有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),B2=3B1,AMN以外區(qū)域有垂直紙面向外,大小是B2的勻強(qiáng)磁場(chǎng).一帶正電的粒子,比荷,從O點(diǎn)由靜止開(kāi)始釋放,從邊界MN的中點(diǎn)C進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng),OC相距1m,經(jīng)梯形磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后垂直AN經(jīng)過(guò)Q點(diǎn).(粒子重力不計(jì))求:

(1)粒子到達(dá)C點(diǎn)時(shí)的速度v;

(2)磁感應(yīng)強(qiáng)度B1的大小;

(3)粒子從O點(diǎn)出發(fā)到再次回到O點(diǎn)經(jīng)歷的時(shí)間.

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