【題目】如圖所示,平行光滑導軌豎直固定放置,導軌間距為L,導軌間、水平虛線cdef間的區(qū)域Ⅰ內(nèi)有垂直于導軌平面向里的勻強磁場、虛線ef下方的區(qū)域Ⅱ內(nèi)有垂直于導軌平面向外的勻強磁場,兩區(qū)域內(nèi)的磁場磁感應(yīng)強度大小均為Bcd、ef間的距離為為H,長度均為L、質(zhì)量均為m、電阻均為R的金屬棒a、b垂直于導軌表面放置,金屬棒a離磁場邊界cd有一定的高度、b離磁場邊界cd的距離為,其中g為重力加速度。先固定金屬棒b,由靜止釋放金屬棒a,金屬棒a進入?yún)^(qū)域Ⅰ后做加速運動,金屬棒a在到達虛線ef之前加速度已為0,當金屬棒a剛好要出區(qū)域Ⅰ時釋放金屬棒b,此后,金屬棒b在到達虛線ef之前加速度也已為0,不計導軌的電阻,導軌足夠長,兩金屬棒運動過程中始終保持水平,且與導軌接觸良好。求:

1)金屬棒a剛好要出區(qū)域I時速度大;

2)金屬棒b剛進區(qū)域I時加速度的大小和方向;

3)若金屬棒a開始釋放的位置離磁場邊界cd的距離為h,則從金屬棒a釋放到金屬棒b剛好要出區(qū)域I的過程中,回路中產(chǎn)生的焦耳熱。

【答案】12)金屬棒b剛進磁場時的加速度方向向上,大小

3

【解析】

1)設(shè)金屬棒a剛好要出區(qū)域I時速度大小為v1,

此時回路中電動勢

根據(jù)閉合電路歐姆定律

由于此時加速度為零,根據(jù)力的平衡有

求得

2)設(shè)金屬棒b剛進磁場時的速度大小為v2,根據(jù)機械能守恒定律有:

求得

金屬棒b剛進磁場時,回路中的電動勢

回路中的電流

由于金屬棒b剛進磁場時受到的安培力

因此金屬棒b剛進磁場時的加速度方向向上

大小

3)金屬棒b進入磁場的一瞬間,速度與金屬棒a的速度相同,加速度也相同,此后兩棒一起做相同的變減速運動,設(shè)金屬棒b剛好要出區(qū)域I時的速度大小為v3,此時

回路中的電動勢

回路中電流

根據(jù)力的平衡有

求得

金屬b做自由落體運動的時間

這段時間內(nèi),金屬棒a下落的高度

設(shè)從金屬棒a釋放到金屬棒b剛好要出區(qū)域I的過程中,回路中產(chǎn)生的焦耳熱為Q,根據(jù)能量守恒定律有

求得

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖甲所示,將阻值為R的電阻接到內(nèi)阻不計的正弦交變電源上,電流隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示,下列說法正確的是

A. 電阻R兩端電壓變化規(guī)律的函數(shù)表達式為u2.5sin200πtV

B. 電阻R消耗的電功率為0.625W

C. 若此交變電流由一矩形線框在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動產(chǎn)生,如圖丙所示,當線圈的轉(zhuǎn)速提升一倍時,電流表的示數(shù)為1A

D. 圖乙交變電流與圖丁所示電流比較,其有效值之比為

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖為氫原子的能級示意圖,鋅的逸出功是3.34ev,那么對氫原子在能量躍遷過程中發(fā)射或吸收光子的特征,認識正確的是( )

A. 用氫原子從高能級向基態(tài)躍遷時發(fā)射的光照射鋅板一定不能產(chǎn)生光電效應(yīng)

B. 一群處于n=3能級的氫原子向基態(tài)躍遷時,能放出4種不同頻率的光

C. 用能量為10.3eV的光子照射,可使處于基態(tài)的氫原子躍遷到激發(fā)態(tài)

D. 一群處于n=3能級的氫原子向基態(tài)躍遷時,發(fā)出的光照射鋅板,鋅板表面所發(fā)出的光電子的最大初動能為8.75eV

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】(1)某同學組裝完成的簡易多用電表的電路圖如圖甲所示。該多用電表有___________個電陽檔,紅表筆接___________(選填AB),該同學選擇多用電表的×1Ω擋測量一電阻R2的阻值,正確操作后得到如圖乙所示的指針情況,則電阻Rx的阻值約為___________Ω。

(2)為了精確測量該電阻Rx的阻值,該同學從實驗室選取了下列器材:

A.電流表A1(04mA、內(nèi)阻r1=1Ω) B.電流表A2(010mA、內(nèi)阻r25Ω)

C.滑動變阻器R(05Ω) D.定值電阻R0(阻值為9Ω)

E.電源E(電動勢2V、有內(nèi)阻) F.開關(guān)、導線若干

①實驗中要求調(diào)節(jié)范圍盡可能大,在方框內(nèi)畫出符合要求的電路圖___________ (用器材符號表示)

②用I1、I2分別表示電流表A1、A2的示數(shù),該同學通過描點得到了如圖所示的I1I2圖像,則該電阻Rx的阻值為___________Ω。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】下列說法正確的是___________

A. 分子間距離減小時分子勢能一定減小

B. 即使水凝結(jié)成冰后,水分子的熱運動也不會停止

C. 將一塊晶體敲碎,得到的小顆粒也是晶體

D. 由同種元素構(gòu)成的固體,可能會由于原子的排列方式不同而成為不同的晶體

E. 在熔化過程中,晶體要吸收熱量,但溫度保持不變,內(nèi)能也保持不變

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】下列說法正確的是(  )

A. 衰變為要經(jīng)過4α衰變和2β衰變

B. 一束光照射到某金屬表面上產(chǎn)生了光電效應(yīng),增大光的強度可增加光電子的最大初動能

C. 黑體輻射電磁波的強度按波長的分布除與黑體溫度有關(guān)外,還與黑體的材料及表面狀況有關(guān)

D. 210的半衰期是5,1克鉍210經(jīng)過10天全部衰變?yōu)槠渌雍?/span>

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】1)在下列三個電壓表中選一個改裝成量程為6V的電壓表

A.量程為1V、內(nèi)阻大約為1kΩ的電壓表

B.量程為2V、內(nèi)阻大約為2kΩ的電壓表

C.量程為3V、內(nèi)阻為3的電壓表

選擇電壓表______(填),串聯(lián)______的電阻可以改裝成量程為6V的電壓表.

2)利用一個電阻箱、一只開關(guān)、若干導線和改裝好的電壓表(此表用符號與一個電阻串聯(lián)來表示,且可視為理想電壓表),在虛線框內(nèi)畫出測量電源電動勢及內(nèi)阻的實驗原理電路圖______________.

3)根據(jù)以上實驗原理電路圖進行實驗,讀出電壓表示數(shù)為1.50V時、電阻箱的阻值為15.0;電壓表示數(shù)為2.00V,電阻箱的阻值為40.0,則電源的電動勢E=_____V,內(nèi)阻r=_______.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】用如圖甲所示的裝置研究光電效應(yīng)現(xiàn)象。閉合開關(guān)S,用頻率為ν的光照射光電管時發(fā)生了光電效應(yīng)。圖乙是該光電管發(fā)生光電效應(yīng)時光電子的最大初動能Ek與入射光頻率ν的關(guān)系圖像,圖線與橫軸的交點坐標為(a,0),與縱軸的交點坐標為(0,-b),下列說法中正確的是(  )

A. 普朗克常量為h

B. 斷開開關(guān)S后,電流表G的示數(shù)為零

C. 僅增加照射光的強度,光電子的最大初動能將增大

D. 保持照射光強度不變,僅提高照射光頻率,電流表G的示數(shù)保持不變

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,光滑水平面上存在有界勻強磁場,直徑與磁場寬度相同的金屬圓形線框以一定的初速度斜向勻速通過磁場。在必要的時間段內(nèi)施加必要的水平拉力保證其勻速運動,則

A. 金屬框內(nèi)感應(yīng)電流方向先逆時針再順時針

B. 金屬框內(nèi)感應(yīng)電流經(jīng)歷兩次先增大后減小

C. 水平拉力方向與速度同向

D. 水平拉力方向與速度方向有關(guān)

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