【題目】如圖甲所示,MN、PQ為水平放置的足夠長(zhǎng)的平行光滑導(dǎo)軌,導(dǎo)軌間距L為0.5 m,導(dǎo)軌左端連接一個(gè)阻值為2 Ω的定值電阻R,將一根質(zhì)量為0.2 kg的金屬棒cd垂直放置在導(dǎo)軌上,且與導(dǎo)軌接觸良好,金屬棒cd的電阻r=2 Ω,導(dǎo)軌電阻不計(jì),整個(gè)裝置處于垂直導(dǎo)軌平面向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=2 T.若棒以1 m/s的初速度向右運(yùn)動(dòng),同時(shí)對(duì)棒施加水平向右的拉力F作用,并保持拉力的功率恒為4 W,從此時(shí)開始計(jì)時(shí),經(jīng)過2 s金屬棒的速度穩(wěn)定不變,圖乙為安培力與時(shí)間的關(guān)系圖象.試求:

(1)金屬棒的最大速度;

(2)金屬棒速度為3 m/s時(shí)的加速度;

(3)求從開始計(jì)時(shí)起2 s內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的電熱.

【答案】(1)4 m/s (2) m/s2 (3)3.25 J

【解析】

試題分析:(1)金屬棒的速度最大時(shí),所受合外力為零,即BIL=F而P=F·vm,I=

解出vm m/s=4 m/s.

(2)速度為3 m/s時(shí),感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

E=BLv=2×0.5×3 V=3 V

電流I=,安培力F=BIL

金屬棒受到的拉力F= N

由牛頓第二定律得F-F=ma

解得a= m/s2 m/s2

(3)在此過程中,由動(dòng)能定理得

Pt+Wmvmv

W=-6.5 J

QR=3.25 J

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:

【題目】在法拉第時(shí)代,下列驗(yàn)證“由磁產(chǎn)生電”設(shè)想的實(shí)驗(yàn)中,能觀察到感應(yīng)電流的是( )
A.將繞在磁鐵上的線圈與電流表組成一閉合回路,然后觀察電流表的變化
B.在一通電線圈旁放置一連有電流表的閉合線圈,然后觀察電流表的變化
C.將一房間內(nèi)的線圈兩端與相鄰房間的電流表連接,往線圈中插入條形磁鐵后,再到相鄰房間去觀察電流表的變化
D.繞在同一鐵環(huán)上的兩個(gè)線圈,分別接電和電流表,在給線圈通電或斷電的瞬間,觀察電流表的變化

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】已知f(x)dx=56,則(  )
A.f(x)dx=28
B.f(x)dx=28
C.2f(x)dx=56
D.f(x)dx+f(x)dx=56

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,在E=103 V/m的豎直勻強(qiáng)電場(chǎng)中,有一光滑半圓形絕緣軌道QPN與一水平絕緣軌道MN在N點(diǎn)平滑相接,半圓形軌道平面與電場(chǎng)線平行,其半徑R=40 cm,N為半圓形軌道最低點(diǎn),P為QN圓弧的中點(diǎn),一帶負(fù)電q=10-4C的小滑塊質(zhì)量m=10 g,與水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.15,位于N點(diǎn)右側(cè)1.5 m的M處,取g=10 m/s2,求:

(1)要使小滑塊恰能運(yùn)動(dòng)到圓軌道的最高點(diǎn)Q,則小滑塊應(yīng)以多大的初速度v0向左運(yùn)動(dòng)?

(2)這樣運(yùn)動(dòng)的小滑塊通過P點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力是多大?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在傾角α=37°的斜面上,固定著間距L=1m的平行金屬導(dǎo)軌,其電阻不計(jì),導(dǎo)軌接入如圖所示的電路中,已知電源的電動(dòng)勢(shì)E=30V、內(nèi)阻r=1.0Ω,可變電阻R2大小可調(diào),定值電阻R1=6Ω.一根質(zhì)量m=1.0kg的金屬棒ab垂直導(dǎo)軌放置,其電阻Rab=3Ω,整個(gè)裝置放在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=10T、垂直于斜面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。已知ab棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ0.5,sin37°=0.6cos37°=0.8,g10m/s2,假設(shè)金屬棒的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力.問要使金屬棒靜止在導(dǎo)軌上R2最小值為多少?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】根據(jù)安培假說的物理思想:磁場(chǎng)來源于運(yùn)動(dòng)電荷,如果用這種思想解釋地球磁場(chǎng)的形成,根據(jù)地球上空并無相對(duì)地球定向移動(dòng)的電荷的事實(shí),那么由此推斷,地球上總體應(yīng)該是( )
A.不帶電
B.帶負(fù)電
C.帶正電
D.不能確定

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】橡皮條的一端固定在A點(diǎn),另一端拴上兩根細(xì)繩,每根細(xì)繩分別連著一個(gè)量程為5N、最小刻度為0.1N的彈簧測(cè)力計(jì).沿著兩個(gè)不同的方向拉彈簧測(cè)力計(jì).當(dāng)橡皮條的活動(dòng)端拉到O點(diǎn)時(shí),兩根細(xì)繩相互垂直,如圖所示,這時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)可從圖中讀出.

(1)由圖可讀得兩個(gè)相互垂直的拉力的大小分別為________N________N.(要求讀到0.1N)

(2)在本題的虛線方格紙上按作圖法的要求畫出這兩個(gè)力及它們的合力.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】磁性水雷是用一個(gè)可繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的小磁針來控制起爆電路的,軍艦被地磁場(chǎng)磁化后就變成了一個(gè)浮動(dòng)的磁體.當(dāng)軍艦接近磁性水雷時(shí),就會(huì)引起水雷的爆炸,其依據(jù)是。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在高級(jí)瀝青鋪設(shè)的高速公路上,汽車的設(shè)計(jì)時(shí)速是108 km/h.汽車在這種路面上行駛時(shí),它的輪胎與地面的最大靜摩擦力等于車重的0.6倍.

1如果汽車在這種高速公路的水平彎道上拐彎,假設(shè)彎道的路面是水平的,其彎道的最小半徑是多少?

2如果高速公路上設(shè)計(jì)了圓弧拱形立交橋,要使汽車能夠以設(shè)計(jì)時(shí)速安全通過圓弧拱橋,這個(gè)圓弧拱形立交橋的半徑至少是多少?(g10 m/s2)

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案