【題目】如圖所示,有一光滑、不計電阻且足夠長的平行金屬導軌,間距L0.5m,導軌所在的平面與水平面的傾角為37°,導軌空間內存在垂直導軌平面的勻強磁場,F(xiàn)將一質量m0.2kg、電阻R的金屬桿水平靠在導軌處,與導軌接觸良好。(g10m/s2sin37°=0.6,cos37°=0.8

1)若磁感應強度隨時間變化滿足B4+0.5tT),金屬桿由距導軌頂部1m處釋放,求至少經(jīng)過多長時間釋放,會獲得沿斜面向上的加速度。

2)若磁感應強度隨時間變化滿足T),t0時刻金屬桿從離導軌頂端s01m處靜止釋放,同時對金屬桿施加一個外力,使金屬桿沿導軌下滑且沒有感應電流產(chǎn)生,求金屬桿下滑5m所用的時間。

3)若勻強磁場大小為定值,對金屬桿施加一個平行于導軌向下的外力F,其大小為F=(v+0.8N,其中v為金屬桿運動的速度,使金屬桿以恒定的加速度a10m/s2沿導軌向下做勻加速運動,求勻強磁場磁感應強度B的大小。

【答案】130.4s; (2s; (3 T。

【解析】

(1)設金屬桿長為L,距離導軌頂部為x,經(jīng)過ts后,金屬桿有沿著導軌向上的加速度,此時安培力等于重力沿導軌的分力,則:

FAmgsinθ,

,

其中:

所以:

,

解得:

t30.4s。

2)由金屬桿與導軌組成的閉合電路中,磁通量保持不變,經(jīng)過ts的位移為s,則:

B1Ls0B2Ls+s0,

金屬桿做初速度為零的勻加速直線運動,

s5m,

代入數(shù)據(jù)解得:

3)對金屬桿由牛頓第二定律:

,

其中:

解得:

代入數(shù)據(jù)得:

,

所以

,

解得: 。

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】(9)某同學用如圖所示的實驗裝置來驗證力的平行四邊形定則。彈簧測力計A掛于固定點P,下端用細線掛一重物M。彈簧測力計B的一端用細線系于 O點,手持另一端向左拉,使結點O靜止在某位置。分別讀出彈簧測力計AB的示數(shù),并在貼于豎直木板的白紙上記錄O點的位置和拉線的方向。

(1)本實驗用的彈簧測力計示數(shù)的單位為N,圖中A的示數(shù)為_______N。

(2)下列不必要的實驗要求是_________。(請?zhí)顚戇x項前對應的字母)

A.應測量重物M所受的重力

B.彈簧測力計應在使用前校零

C.拉線方向應與木板平面平行

D.改變拉力,進行多次實驗,每次都要使O點靜止在同一位置

3)某次實驗中,該同學發(fā)現(xiàn)彈簧測力計A的指針示數(shù)稍稍超出量程,請你提出一個解決辦法。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】圖甲為一臺小型發(fā)電機構造示意圖,內阻r5.0 Ω,外電路電阻R95 Ω,電路中其余電阻不計。發(fā)電機內的矩形線圈在勻強磁場中以恒定的角速度ω繞垂直于磁場方向的固定軸轉動,線圈匝數(shù)n100。轉動過程中穿過每匝線圈的磁通量Φ隨時間t按正弦規(guī)律變化,如圖乙所示,(π=3.14,)則

A. 該小型發(fā)電機的電動勢的最大值為200 V

B. t3.14×102 s時,磁通量的變化率為2Wb/s

C. t3.14×102 s時,串聯(lián)在外電路中的交流電流表的讀數(shù)為2 A

D. t3.14×102 s時,串聯(lián)在外電路中的交流電流表的讀數(shù)為1.4A

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,甲圖是游樂場的空中摩托設備示意圖,為了縮短項目收尾時的制動時間,某興趣小組設計了乙圖所示的簡化模型。平行光滑金屬導軌AGDE、GCEF的間距均為L,與水平面夾角均為θ,在最低點G、E平滑連接且對稱固定于水平地面上。導軌的兩端AD、CF間均接有阻值為R的電阻。在導軌的NMGEGEKJ兩個矩形區(qū)域內存在著勻強磁場,磁感應強度大小均為B,方向分別垂直于兩軌道平面向上;區(qū)域邊界MNJK的離地高度均為h,F(xiàn)將空中摩托簡化為電阻為r,質量為m,長為L的導體棒QT,它垂直導軌由離地為H的高度處從靜止釋放。若導體棒QT第一次到達GE時速度大小為v,第一次到達JK時速度恰好為0.假設整個過程QT均垂直于導軌且與導軌接觸良好,不計導軌電阻,不計空氣阻力和摩擦,重力加速度為g。求:

(1)導體棒QT第一次經(jīng)過MN時它兩端的電壓大。

(2)導體棒QT從靜止釋放后到最終狀態(tài)的整個過程中它的發(fā)熱量;

(3)導體棒QT從靜止釋放后到它第一次到達JK的時間;

(4)試判斷題中的物理量RB對制動時間是否有影響;若有影響,請分析如何調整該變量,可以縮短制動時間(即相同情況下在更短的時間內停下來)?

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】為了探究質量一定時加速度與力的關系。一同學設計了如圖甲所示的實驗裝置。其中為帶滑輪的小車的質量,為砂和砂桶的質量。(滑輪質量不計)

1)實驗時,一定要進行的操作或保證的條件是_______。

A.用天平測出砂和砂桶的質量

B.將帶滑輪的長木板右端墊高,以平衡摩擦力

C.小車靠近打點計時器,先釋放小車,再接通電源,打出一條紙帶,同時記錄彈簧測力計的示數(shù)

D.改變砂和砂桶的質量,打出幾條紙帶

E.為減小誤差,實驗中一定要保證砂和砂桶的質量遠小于小車的質量

2)該同學在實驗中得到如圖乙所示的一條紙帶(相鄰兩計數(shù)點間還有兩個點沒有畫出),已知打點計時器采用的是頻率為的交流電,根據(jù)紙帶可求出小車的加速度為________(結果保留兩位有效數(shù)字)。

3)以彈簧測力計的示數(shù)為橫坐標,加速度為縱坐標,畫出的圖象是一條直線,圖線與橫軸的夾角為,求得圖線的斜率為,則小車的質量為______

A. B. C. D.。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】一輛電瓶車,質量為500kg,由內阻不計的蓄電池組向直流電動機提供24V的電壓,當電瓶車在水平地面上以0.8m/s的速度勻速行駛時,通過電動機的電流為5A,設車所受的阻力是車重的0.02(g=10m/s2),則此電動機的內阻是:

A. 0.4B. 1.6C. 3.2D. 4.8

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖1所示,固定于水平面的U形導線框abcd處于豎直向下、磁感應強度為B的勻強磁場中,導線框兩平行導軌間距為l,左端接一電阻R。一質量為m、電阻為r的導體棒MN垂直導線框放置。

(1)若導體棒沿導線框以速度v向右做勻速運動。請根據(jù)法拉第電磁感應定律E=,推導金屬棒MN中的感應電動勢E。

(2)若將導體棒與重物A用不可伸長的細線相連,細線繞過定滑輪,導體棒與滑輪之間的細線保持水平,如圖2所示。靜止釋放重物,重物將通過細線拉動導體棒開始運動,運動過程中導體棒不會與定滑輪發(fā)生碰撞。若重物A的質量也為m,不計細線的質量以及一切摩擦。

i)在圖3中定性畫出導體棒MN的速度v隨時間t變化的圖象;

ii)當重物從靜止開始下落,下落的高度為h時,重物的速度為v,此時導體棒的速度還沒有達到穩(wěn)定,在此過程中,求:

a. 電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱;

b. 導體棒的運動時間。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如下圖所示,平行直線aa'bb'間有垂直紙面向里的勻強磁場,磁感應強度為B,F(xiàn)分別在aa'上某兩點射入帶正電粒子M、N,M、N的初速度方向不同,但與aa'的夾角均為θ,兩粒子都恰不能越過界線bb'。若兩粒子質量均為m,荷量均為q,兩粒子射入到bb'的時間分別為t1t2則:

A.t1t2 =

B.M粒子的初速度大于N粒子的初速度

C.t1t2=

D.M粒子軌跡半徑小于N粒子的軌跡半徑

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】物理課本的插圖體現(xiàn)豐富的物思想或方法,對下列四副圖描述正確的(

A. 圖甲:手壓玻璃瓶時小液柱會上升,利用了極限法

B. 圖乙:通過紅蠟塊的運動探究合運動和分運動之間的體現(xiàn)了類比的思想

C. 圖丙:研究彈簧的彈力做功時將位移分成若干小段,利用了等效思想

D. 圖丁:探究影響電荷間相互作用力的因素時,運用了控制變量法

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