【題目】如圖所示,間距l0.3 m的平行金屬導(dǎo)軌a1b1c1a2b2c2分別固定在兩個豎直面內(nèi).在水平面a1b1b2a2區(qū)域內(nèi)和傾角θ37°的斜面c1b1b2c2區(qū)域內(nèi)分別有磁感應(yīng)強度B10.4 T、方向豎直向上和B21 T、方向垂直于斜面向上的勻強磁場.電阻R0.3 Ω、質(zhì)量m10.1 kg、長為l的相同導(dǎo)體桿K、SQ分別放置在導(dǎo)軌上,S桿的兩端固定在b1、b2,KQ桿可沿導(dǎo)軌無摩擦滑動且始終接觸良好.一端系于K桿中點的輕繩平行于導(dǎo)軌繞過輕質(zhì)定滑輪自然下垂,繩上穿有質(zhì)量m20.05 kg的小環(huán).已知小環(huán)以a6 m/s2的加速度沿繩下滑,K桿保持靜止,Q桿在垂直于桿且沿斜面向下的拉力F作用下勻速運動.不計導(dǎo)軌電阻和滑輪摩擦,繩不可伸長.取g10 m/s2sin 37°0.6,cos 37°0.8.求:

(1)小環(huán)所受摩擦力的大小;

(2)Q桿所受拉力的瞬時功率.

【答案】(1)0.2 N (2)2 W

【解析】試題分析:(1)以小環(huán)為研究對象,在環(huán)沿繩下滑過程中,受重力m2g和繩向上的摩擦力f,由牛頓第二定律知m2gfm2a.

代入數(shù)據(jù)解得fm2(ga)0.05×(106) N0.2 N.

(2)根據(jù)牛頓第二定律知,小環(huán)下滑過程中對繩的反作用力大小f′f0.2 N,所以繩上的張力FT0.2 N.設(shè)導(dǎo)體棒K中的電流為IK,則它所受安培力FKB1IKl,對導(dǎo)體棒K,由平衡條件知FTFK,所以電流IKA.

因為導(dǎo)體棒Q運動切割磁感線而產(chǎn)生電動勢,相當(dāng)于電源.等效電路如圖所示,因KS、Q相同,所以導(dǎo)體棒Q中的電流IQ2IKA

設(shè)導(dǎo)體棒Q運動的速度大小為v,則EB2lv

由閉合電路的歐姆定律知IQ

解得v5 m/s

導(dǎo)體棒Q沿導(dǎo)軌向下勻速下滑過程中,受安培力FQB2IQl

由平衡條件知Fm1gsin 37°FQ

代入數(shù)據(jù)解得F0.4 N

所以Q桿所受拉力的瞬時功率

PF·v0.4×5 W2 W

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,有兩根足夠長、不計電阻,相距L的平行光滑金屬導(dǎo)軌cd、ef與水平面成θ角固定放置,底端接一阻值為R的電阻,在導(dǎo)軌平面內(nèi)有磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場,方向垂直于導(dǎo)軌平面斜向上,F(xiàn)有一平行于ce,垂直于導(dǎo)軌,質(zhì)量為m,電阻不計的金屬桿ab,在沿導(dǎo)軌平面向上的恒定拉力F作用下,從底端ce由靜止開始沿導(dǎo)軌向上運動,當(dāng)ab桿速度達到穩(wěn)定后,撤去拉力F,最后ab桿又沿軌道勻速回到ce端。已知ab桿向上和向下運動的最大速度相等。求:

(1)ab桿最后回到ce端的速度大小

(2)拉力F的大小

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,在真空中ab、cd是圓O的兩條直徑a、b兩點分別固定有電荷量為+Q和-Q的點電荷下列說法正確的是(  )

A. c、d兩點的電場強度相同電勢也相同

B. c、d兩點的電場強度不同,但電勢相同

C. 將一個正試探電荷從c點沿直線移動到d電場力做功為零

D. 一個正試探電荷在c點的電勢能大于它在d點的電勢能

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】關(guān)于廣義相對論,下列說法中正確的是(  )

A. 萬有引力可以用廣義相對論作出正確的解釋

B. 慣性質(zhì)量和引力質(zhì)量相等,它們遵從相同的規(guī)律

C. 廣義相對論是慣性參考系之間的理論

D. 萬有引力理論無法納入廣義相對論的框架

E. 太陽的引力場會使周圍空間發(fā)生彎曲

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】以下說法中正確的是(  )

A. 矮星表面的引力很強

B. 時鐘在引力場弱的地方比在引力場強的地方走得快些

C. 在引力場越強的地方,物體長度越長

D. 在引力場強的地方,光譜線向綠端偏移

E. 引力場越強,時鐘變慢的效應(yīng)越明顯

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】古代歐洲人一直將亞里士多德的理論當(dāng)成真理,牛頓力學(xué)體系建立后,也一度被看做絕對權(quán)威的理論,相對論出現(xiàn)后,解決了經(jīng)典力學(xué)無法解決的難題。這說明

A. 隨著社會不斷進步,人們會否定更多的真理

B. 社會不斷進步,促進社會發(fā)展的自然科學(xué)理論也不斷進步

C. 人類永遠無法找到真理

D. 經(jīng)典力學(xué)體系已經(jīng)過時,被徹底拋棄

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】關(guān)于質(zhì)點的位移和路程的下列說法中正確的是(

A. 位移是矢量,位移的方向即質(zhì)點運動的方向

B. 路程是標(biāo)量,即位移的大小

C. 質(zhì)點做直線運動時,路程等于位移的大小

D. 位移的大小,不會比路程大

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示為電冰箱的工作原理示意圖.壓縮機工作時,強迫制冷劑在冰箱內(nèi)外的管道中不斷循環(huán).在蒸發(fā)器中制冷劑汽化吸收箱體內(nèi)的熱量經(jīng)過冷凝器時制冷劑液化,放出熱量到箱體外.下列說法正確的是(  )

A. 熱量可以自發(fā)地從冰箱內(nèi)傳到冰箱外

B. 在封閉的房間里打開冰箱一段時間后,房間溫度會降低

C. 電冰箱的工作原理不違反熱力學(xué)第一定律

D. 電冰箱的工作原理違反熱力學(xué)第一定律

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,小球在豎直放置的光滑圓形管道內(nèi)做圓周運動,內(nèi)側(cè)壁半徑為R,小球半徑為r,則下列說法正確的是( )

A. 小球通過最高點時的最小速度vmin

B. 小球通過最高點時的最小速度vmin0

C. 小球在水平線ab以下的管道中運動時,內(nèi)側(cè)管壁對小球一定無作用力

D. 小球在水平線ab以上的管道中運動時,外側(cè)管壁對小球一定有作用力

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