【題目】如圖所示,間距為L的平行且足夠長(zhǎng)的光滑導(dǎo)軌由兩部分組成.傾斜部分與水平部分平滑相連,傾角為θ,在傾斜導(dǎo)軌頂端連接一阻值為r的定值電阻.質(zhì)量為m、電阻也為r的金屬桿MN垂直導(dǎo)軌跨放在導(dǎo)軌上,在傾斜導(dǎo)軌區(qū)域加一垂直導(dǎo)軌平面向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng);在水平導(dǎo)軌區(qū)域加另一垂直軌道平面向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度也為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng).閉合開(kāi)關(guān)S,讓金屬桿MN從圖示位置由靜止釋放,已知金屬桿MN運(yùn)動(dòng)到水平軌道前,已達(dá)到最大速度,不計(jì)導(dǎo)軌電阻,且金屬桿MN始終與導(dǎo)軌接觸良好并保持跟導(dǎo)軌垂直,重力加速度為g.

1)求金屬桿MN在傾斜導(dǎo)軌上滑行的最大速率vm

2)若金屬桿MN在傾斜導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng),速度未達(dá)到最大速度vm前,在流經(jīng)定值電阻的電流從零增大到I0的過(guò)程中,通過(guò)定值電阻的電荷量為q,求這段時(shí)間內(nèi)金屬桿MN通過(guò)的距離x

3)求在(2)中所述的過(guò)程中,定值電阻上產(chǎn)生的焦耳熱Q

【答案】123

【解析】

(1)金屬桿達(dá)到最大速度時(shí),受重力、支持力和安培力,根據(jù)平衡條件列式求解安培力,根據(jù)安培力公式和切割公式列式求解最大速度;(2)用電量的物理意義是取平均電流,對(duì)應(yīng)磁通量的變化,即可求解位移. (3)已知位移可得到恒力做功,再根據(jù)功能關(guān)系列式求解產(chǎn)生的電熱;

(1)金屬桿MN在傾斜導(dǎo)軌上滑行的速度最大時(shí),其受到的合力為零,

對(duì)其受力分析,可得mgsin θ-BImL0

根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律、閉合電路歐姆定律可得:

解得:

(2)由電流的定義可得:

根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律、閉合電路歐姆定律得:平均電流

解得:

(3)設(shè)電流為I0時(shí)金屬桿MN的速度為v0

根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律、閉合電路歐姆定律,可得

解得:

設(shè)此過(guò)程中,電路產(chǎn)生的焦耳熱為Q

由功能關(guān)系可得:

定值電阻r產(chǎn)生的焦耳熱

解得:

練習(xí)冊(cè)系列答案
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】甲,乙兩車兒停在斑馬線處禮行人,在行人經(jīng)過(guò)班馬線后,甲、乙兩車同時(shí)啟動(dòng)并沿平直公路同向行駛其速度一時(shí)間圖象分別為圖中直線a和曲線b。由圖可知( 。

A. t0時(shí)刻輛車并排行駛

B. t0時(shí)刻乙車的運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生改變

C. 0t0時(shí)間內(nèi),乙車的加速度越來(lái)越小

D. 0t0時(shí)間內(nèi),乙車的平均速度為

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,質(zhì)量為m的小物塊在水平恒力F推動(dòng)下,從山坡(粗糙)底部A處由靜止起運(yùn)動(dòng)至高為h的坡頂B,獲得速度為v,AB之間的水平距離為x,重力加速度為g.下列說(shuō)法正確的是( 。

A. 重力對(duì)物體所做的功是mgh

B. 合外力對(duì)物塊做的功是

C. 推力對(duì)物塊做的功是Fx

D. 阻力對(duì)物塊做的功是+mgh-Fx

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,一個(gè)有矩形邊界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,磁場(chǎng)方向垂直紙面向里。一個(gè)三角形閉合導(dǎo)線框,由位置1()沿紙面勻速運(yùn)動(dòng)到位置2()。取線框剛到達(dá)磁場(chǎng)邊界的時(shí)刻為計(jì)時(shí)起點(diǎn)(t=0),規(guī)定逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)殡娏鞯恼较颍瑒t下圖中能正確反映線框中電流與時(shí)間關(guān)系的是(  )

A. B.

C. D.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示電路中,定值電阻R1R2,滑動(dòng)變阻器的最大阻值為10Ω,輸入的電流I11A,I22A.檢測(cè)時(shí)發(fā)現(xiàn)a點(diǎn)電勢(shì)為0b點(diǎn)電勢(shì)為4V,則下列說(shuō)法正確的是( 。

A. 流過(guò)電流表的電流為1A,方向向右

B. 滑動(dòng)變阻器的滑片置于中間位置時(shí),圖示部分的等效電阻為Ω

C. 向左移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片時(shí)接入電路中的電阻變小

D. 改變滑動(dòng)變阻器的滑片的位置,不影響通過(guò)電阻R2的電流

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】一質(zhì)量M=2kg的長(zhǎng)木板B靜止在光滑的水平面上,B的右端與豎直擋板的距離為S=0.5m.一個(gè)質(zhì)量為m=1kg的小物體A以初速度v0=6m/sB的左端水平滑上B,當(dāng)B與豎直擋板每次碰撞時(shí),A都沒(méi)有到達(dá)B的右端.設(shè)定物體A可視為質(zhì)點(diǎn),A、B間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2,B與豎直擋板碰撞時(shí)間極短且碰撞過(guò)程中無(wú)機(jī)械能損失,g10m/s2.求:

(1)B與豎直擋板第一次碰撞前的瞬間,AB的速度值各是多少?

(2)最后要使A不從B上滑下,木板B的長(zhǎng)度至少是多少?(最后結(jié)果保留三位有效數(shù)字.)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,質(zhì)量為m的小球套在傾斜放置的固定光滑桿上,一根輕質(zhì)彈簧一端固定于O點(diǎn),另一端與小球相連,彈簧與桿在同一豎直平面內(nèi).將小球沿桿拉到彈簧水平位置由靜止釋放,小球沿桿下滑,當(dāng)彈簧位于豎直位置時(shí),小球速度恰好為零,此時(shí)小球下降的豎直高度為h.若整個(gè)過(guò)程中彈簧始終處于伸長(zhǎng)狀態(tài)且處于彈性限度范圍內(nèi),則下列說(shuō)法正確的是(  )

A. 彈簧與桿垂直時(shí),小球速度最大

B. 彈簧與桿垂直時(shí),小球的動(dòng)能與重力勢(shì)能之和最大

C. 小球從靜止位置下滑至最低點(diǎn)的過(guò)程中,彈簧的彈性勢(shì)能增加量小于mgh

D. 小球從靜止位置下滑至最低點(diǎn)的過(guò)程中,彈簧的彈性勢(shì)能增加量大于mgh

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】圖為研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)裝置。

1)將圖中所缺的導(dǎo)線補(bǔ)接完整______。

2)如果在閉合開(kāi)關(guān)時(shí)發(fā)現(xiàn)靈敏電流計(jì)的指針向左偏了一下,那么合上開(kāi)關(guān)后可能出現(xiàn)的情況有:

將原線圈迅速插入副線圈時(shí),靈敏電流計(jì)指針將______;

原線圈插入副線圈后,將滑動(dòng)變阻器的阻值調(diào)大時(shí),靈敏電流計(jì)指針______。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示為赤道上隨地球自轉(zhuǎn)的物體A、赤道上空的近地衛(wèi)星B和地球的同步衛(wèi)星C的運(yùn)動(dòng)示意圖,若它們的運(yùn)動(dòng)都可視為勻速圓周運(yùn)動(dòng),則比較三個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)情況,以下判斷正確的是(

A. 三者的周期關(guān)系為

B. 三者向心加速度大小關(guān)系為

C. 三者角速度的大小關(guān)系為

D. 三者線速度的大小關(guān)系為

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