5.如圖所示,兩根平行金屬導(dǎo)軌與水平面間的夾角α=30°,導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)=0.50m,金屬桿ab、cd的質(zhì)量均為m=1.0kg,電阻均為r=0.10Ω,垂直于導(dǎo)軌水平放置.整個(gè)裝置處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向垂直于軌道平面向上,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2.0T.用平行于導(dǎo)軌方向的拉力拉著ab桿沿軌道以某一速度勻速上升時(shí),cd桿恰好保持靜止.不計(jì)導(dǎo)軌的電阻和摩擦,重力加速度g=10m/s2.求:(計(jì)算結(jié)果取兩位有效數(shù)字)
(1)ab桿的速度V
(2)拉力F的大小.

分析 (1)cd桿靜止,處于平衡狀態(tài),由平衡條件可以求ab的速度.
(2)由平衡條件求出拉力大小.

解答 解:(1)cd桿保持靜止,處于平衡狀態(tài),
由平衡條件得:mgsinα=BIl①,
              I=$\frac{BLV}{2r}$②
聯(lián)立①②解得V=$\frac{2mgrsinα}{{B}^{2}{L}^{2}}$=$\frac{2×10×0.1×0.5}{{2}^{2}×0.{5}^{2}}$=1.0m/s
(2)ab桿勻速上升,處于平衡狀態(tài),由平衡條件得:
F=mgsinα+IlB=2mgsinα=2×1×10×0.5=10N
答:(1)ab桿的速度V為1.0m/s;
(2)拉力F的大小為10N.

點(diǎn)評(píng) 本題考查了求感應(yīng)電流、拉力問(wèn)題,對(duì)cd桿進(jìn)行受力分析、應(yīng)用平衡條件可以求出感應(yīng)電流;應(yīng)用E=BLv、歐姆定律、平衡條件可求力大。

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:多選題

4.如圖甲所示,光滑導(dǎo)軌水平放置在斜向下且與水平方向夾角為60°的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖乙所示(規(guī)定斜向下為正方向),導(dǎo)體棒ab垂直導(dǎo)軌放置且與導(dǎo)軌接觸良好,除電阻R的阻值外,其余電阻不計(jì),導(dǎo)體棒ab在水平外力作用下始終處于靜止?fàn)顟B(tài),下列說(shuō)法正確的是( 。
A.0~t0時(shí)間和t0~t1時(shí)間通過(guò)電阻R的電流方向相反
B.0~t0時(shí)間和t0~t1時(shí)間通過(guò)電阻R的電流方向相同
C.0~t0時(shí)間和t0~t1時(shí)間施加的水平外力方向相同
D.0~t0時(shí)間和t0~t1時(shí)間施加的水平外力方向相反

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

16.如圖所示,左側(cè)的圓形導(dǎo)電環(huán)半徑為r=1.0cm,導(dǎo)電環(huán)與一個(gè)理想變壓器的原線圈相連,變壓器的副線圈兩端與一個(gè)電容為C=100pF的電容器相連,導(dǎo)電環(huán)的電阻不計(jì),環(huán)中有垂直于圓環(huán)平面的變化磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度B的變化率為$\frac{△B}{△t}$=100$\sqrt{2}$πsinωt,若電容器C所帶電荷量的最大值為1.41×10-9C,則所用理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)之比為(取π2=10)( 。
A.1:100B.100:1C.1:100$\sqrt{2}$D.100$\sqrt{2}$:1

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

13.如圖,粗細(xì)不計(jì)的半圓管豎直固定在水平面上,其中直徑AB也豎直,B點(diǎn)與水平面相切,半圓管內(nèi)壁光滑,半徑r=0.4m.一大小不計(jì)的小球質(zhì)量m=0.4kg,沿半圓管從A點(diǎn)飛出后落在水平面上的某點(diǎn)M上,重力加速度g=10m/s2.則:
(1)若小球從A點(diǎn)飛出時(shí)恰好與管內(nèi)壁均無(wú)壓力,求小球落點(diǎn)M到B點(diǎn)間距離.
(2)若小球落點(diǎn)M到B點(diǎn)間距離為0.4m,求小球從A點(diǎn)飛出時(shí)對(duì)管內(nèi)壁的壓力.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

20.如圖所示,固定于水平桌面上的金屬框架edcf,處于豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,金屬棒ab在框架上可無(wú)摩擦滑動(dòng),此時(shí)abcd構(gòu)成一個(gè)邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形,棒的電阻為r,其余部分電阻不計(jì),開始時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0
(1)若從t=0時(shí)刻起,磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻增加,每秒鐘增量為k,同時(shí)保持棒靜止,求棒中的感應(yīng)電流.在圖上標(biāo)出感應(yīng)電流方向.
(2)在上述(1)情況中,始終保持棒靜止,當(dāng)t=t1秒時(shí),需加在垂直于棒的水平拉力為多大?
(3)若從t=0時(shí)刻起,磁感應(yīng)強(qiáng)度逐漸減小,當(dāng)棒以恒定速度v向右做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),可使棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流.則磁感應(yīng)強(qiáng)度怎樣隨時(shí)間變化(寫出B與t的關(guān)系式)?

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

10.在一塊長(zhǎng)木板上放一鐵塊,當(dāng)把長(zhǎng)木板從水平位置繞一端緩緩抬起時(shí),鐵塊所受的摩擦力( 。
A.隨傾角θ的增大而減小
B.在滑動(dòng)前,隨θ角的增大而增大,滑動(dòng)后,隨θ角的增大而減小
C.在滑動(dòng)前,隨θ角的增大而減小,滑動(dòng)后,隨θ角的增大而增大
D.在滑動(dòng)前保持不變,滑動(dòng)后,隨θ角的增大而減小

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

17.如圖,均勻桿AB重為G,A端用細(xì)繩吊著,在B端施加一個(gè)水平拉力F,使AB靜止,此時(shí)細(xì)繩拉力為T,與豎直方向成β角,AB桿與水平成α角,下列說(shuō)法正確的是( 。
A.T≤FB.β≥0°C.(α+β)<90°D.T的大小與F無(wú)關(guān)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

14.如圖(甲)所示為使用DIS系統(tǒng)研究單擺的裝置.液體槽的A、B兩個(gè)側(cè)面為銅板,其余部分為絕緣材料,槽中盛滿導(dǎo)電液體.質(zhì)量不計(jì)的細(xì)銅絲的上端固定在液體槽正上方的O點(diǎn),下端連接一個(gè)小銅球,銅絲的下端稍穿出銅球一點(diǎn)長(zhǎng)度,當(dāng)銅球在液體上方擺動(dòng)時(shí),細(xì)銅絲始終與導(dǎo)電液體接觸(銅絲與液體間的阻力忽略不計(jì)),將此系統(tǒng)接入電路.已知定值電阻R1=3Ω,滑動(dòng)變阻器的總電阻R2=20Ω,變阻器兩個(gè)端點(diǎn)a、b之間的長(zhǎng)度為30cm,槽中導(dǎo)電液體接入電路的電阻R3=10Ω且恒定不變,銅絲的電阻不計(jì).
(1)將電鍵S2與c點(diǎn)連接,閉合S1,移動(dòng)變阻器的滑動(dòng)片,采集數(shù)據(jù)得到圖(乙)所示的U-I圖象,則該電源的電動(dòng)勢(shì)E=24V,內(nèi)阻r=2Ω.
(2)將擺球拉離平衡位置,使其在垂直于A、B的豎直面內(nèi)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),變阻器的滑動(dòng)片P移到距離a端為x的位置,并保持不變,電鍵S2與d點(diǎn)連接,閉合S1,在電腦屏幕上得到如圖(丙)所示的電壓與時(shí)間的變化關(guān)系圖象.則單擺的振動(dòng)周期T=2s,擺長(zhǎng)L=1m(取π2約等于10),滑動(dòng)片離a端的距離x=15cm.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

15.裝有炮彈的大炮總質(zhì)量為M,炮彈的質(zhì)量為m,炮彈射出炮口時(shí)對(duì)地的速度為v0,若炮筒與水平地面的夾角為θ,則炮車后退的速度大小為(  )
A.$\frac{m}{M}$v0B.$\frac{m{v}_{0}cosθ}{M-m}$C.$\frac{m{v}_{0}}{M-m}$D.$\frac{m{v}_{0}cosθ}{M}$

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