【題目】如圖所示,兩平行導(dǎo)軌間距L=0.1 m,足夠長(zhǎng)的光滑的傾斜部分和粗糙的水平部分圓滑連接,傾斜部分與水平面的夾角θ=30°,垂直斜面方向向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5 T,水平部分沒(méi)有磁場(chǎng)。金屬棒ab的質(zhì)量m=0.005 kg,電阻r=0.02 Ω,運(yùn)動(dòng)中與導(dǎo)軌接觸良好,并且始終垂直于導(dǎo)軌,電阻R=0.08 Ω,其余電阻不計(jì),金屬棒從斜面上離水平面高h=1.0 m以上任何地方由靜止釋放,在水平面上滑行的最大距離x都是1.25 m,g=10 m/s2。求:

(1)棒在斜面上的最大速度的大小;

(2)棒與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù);

(3)從高度h=1.0 m處滑下后電阻R上產(chǎn)生的熱量。

【答案】(1)v=1.0 m/s 2μ=0.04 3QR=3.8×10-2 J

【解析】

(1)金屬棒從離水平面高h=1.0 m以上任何地方由靜止釋放后,在到達(dá)水平面之前已經(jīng)開(kāi)始做勻速運(yùn)動(dòng),設(shè)勻速時(shí)速度為v,則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì):E=BLv

感應(yīng)電流

安培力:F=BIL,勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),有:mgsinθ=F

解得:v=1.0 m/s

(2)在水平面上運(yùn)動(dòng)時(shí),金屬棒所受滑動(dòng)摩擦力:Ff=μmg

金屬棒在摩擦力作用下做勻減速運(yùn)動(dòng),有:Ff=ma

根據(jù)速度位移公式:v2=2ax

解得:μ=0.04

(3)下滑的過(guò)程中,由動(dòng)能定理可得:

克服安培力所做的功等于電路中產(chǎn)生的焦耳熱,有:

電阻R上產(chǎn)生的熱量:

解得:QR=3.8×10-2 J

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,光滑冰面上靜止放置一表面光滑的斜面體,斜面體右側(cè)一蹲在滑板上的小孩和其面前的冰塊均靜止于冰面上。某時(shí)刻小孩將冰塊以相對(duì)冰面3 m/s的速度向斜面體推出,冰塊平滑地滑上斜面體,在斜面體上上升的最大高度為h=0.3 m(h小于斜面體的高度)。已知小孩與滑板的總質(zhì)量為m1=30 kg,冰塊的質(zhì)量為m2=10 kg,小孩與滑板始終無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)。取重力加速度的大小g=10 m/s2。

(i)求斜面體的質(zhì)量;

(ii)通過(guò)計(jì)算判斷,冰塊與斜面體分離后能否追上小孩?

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,固定的光滑金屬導(dǎo)軌間距為L,導(dǎo)軌電阻不計(jì),上端a、b間接有阻值為R的電阻,導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為θ,且處在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中.質(zhì)量為m、電阻為r的導(dǎo)體棒與固定彈簧相連后放在導(dǎo)軌上.初始時(shí)刻,彈簧恰處于自然長(zhǎng)度,導(dǎo)體棒具有沿軌道向上的初速度v0.整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸.已知彈簧的勁度系數(shù)為k,彈簧的中心軸線與導(dǎo)軌平行.

1)求初始時(shí)刻通過(guò)電阻R的電流I的大小和方向;

2)當(dāng)導(dǎo)體棒第一次回到初始位置時(shí),速度變?yōu)?/span>v,求此時(shí)導(dǎo)體棒的加速度大小a;

3)導(dǎo)體棒最終靜止時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能為Ep,求導(dǎo)體棒從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)直到停止的過(guò)程中,電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】疊放在水平地面上的四個(gè)完全相同的排球如圖所示,質(zhì)量均為m,相互接觸,球與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ,則(

A. 上方球與下方3個(gè)球間均沒(méi)有彈力

B. 下方三個(gè)球與水平地面間均沒(méi)有摩擦力

C. 水平地面對(duì)下方三個(gè)球的支持力均為4mg/3

D. 水平地面對(duì)下方三個(gè)球的摩擦力均為4μmg/3

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】一根用絕緣材料制成的勁度系數(shù)為k的輕彈簧,左端固定,右端與質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的小球相連,靜止在光滑、絕緣的水平面上。在施加一個(gè)場(chǎng)強(qiáng)為E、方向水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)后,小球開(kāi)始做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。那么(

A. 小球到達(dá)最右端時(shí),彈簧的形變量為

B. 小球做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振幅為

C. 運(yùn)動(dòng)過(guò)程中小球的機(jī)械能守恒

D. 運(yùn)動(dòng)過(guò)程中小球的電勢(shì)能和彈簧的彈性勢(shì)能的總量不變

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】一個(gè)物體沿一條直線運(yùn)動(dòng),其位移s隨時(shí)間t變化規(guī)律圖線為如圖所示拋物線,cd已知,由此可知(  。

A. 物體的初速度為0

B. 物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)

C. 物體在c時(shí)刻的速度為

D. 物體經(jīng)過(guò)1.5c時(shí)刻的速度為

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】一質(zhì)點(diǎn)沿某一直線做勻變速直線運(yùn)動(dòng),先后通過(guò)a、b兩點(diǎn),該質(zhì)點(diǎn)通過(guò)ab全程的平均速度為v1,其中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度大小為v2,中點(diǎn)位置的瞬時(shí)速度大小為v3關(guān)于這三個(gè)速度的大小,下列判斷正確的是

A若質(zhì)點(diǎn)做為勻加速直線運(yùn)動(dòng),則v1= v2<v3

B若質(zhì)點(diǎn)做為勻加速直線運(yùn)動(dòng),則v1<v2<v3

C若質(zhì)點(diǎn)做為勻減速直線運(yùn)動(dòng),則v1= v2<v3

D若質(zhì)點(diǎn)做為勻減速直線運(yùn)動(dòng),則v1= v2>v3

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖是觀察水面波衍射的實(shí)驗(yàn)裝置,ACBD是兩塊擋板,AB是一個(gè)孔,O為波源,圖中已畫出波源所在區(qū)域波的傳播情況,每?jī)蓷l相鄰波紋(圖中曲線)之間距離表示一個(gè)波長(zhǎng),則波經(jīng)過(guò)孔之后的傳播情況,下述描述正確的是(

A. 此時(shí)能明顯觀察到波的衍射現(xiàn)象

B. 擋板前后波紋間距離相等

C. 如果將孔AB擴(kuò)大,有可能觀察不到明顯的衍射現(xiàn)象

D. 如果孔的大小不變,使波源頻率增大,能更明顯地觀察衍射現(xiàn)象

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng),已知第1s末的速度是,第2s末的速度是,則下面結(jié)論正確的是( 。

A. 物體零時(shí)刻的速度是B. 物體的加速度是

C. 1s內(nèi)速度變化都是D. 1s內(nèi)的平均速度是

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