【題目】如圖1所示，空間存在方向豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=0.5T的勻強(qiáng)磁場，有兩條平行的長直導(dǎo)軌MN、PQ處于同一水平面內(nèi)，間距L=0.2m，左端連接阻值R=0.4Ω的電阻。質(zhì)量m=0.1kg的導(dǎo)體棒ab垂直跨接在導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)μ=0.2。從t=0時(shí)刻開始，通過一小型電動機(jī)對棒施加一個(gè)水平向右的牽引力，使棒從靜止開始沿導(dǎo)軌方向做加速運(yùn)動，此過程中棒始終保持與導(dǎo)軌垂直且接觸良好。除R以外其余部分的電阻均不計(jì)，取重力加速度大小g=10m/s2。

(1)若電動機(jī)保持恒定功率輸出，棒的v-t如圖2所示（其中OA是曲線，AB是水平直線）則求：導(dǎo)體棒達(dá)到最大速度vm時(shí)牽引力大小?

(2)若電動機(jī)保持恒牽引力F=0.3N，且將電阻換為C=10F的電容器（耐壓值足夠大），如圖3所示，求導(dǎo)體棒的速度隨時(shí)間變化的函數(shù)表達(dá)式。

【答案】(1)F=0.45N (2)v=0.5t

【解析】(1)當(dāng)導(dǎo)體棒達(dá)到最大速度后，所受合外力為零，沿導(dǎo)軌方向有：F-F安-f=0

摩擦力f=μmg=0.2×0.1×10=0.2N

感應(yīng)電動勢E=BLym,感應(yīng)電流I=

安培力F安=BIL=N

此時(shí)率引力F=F安+f=0.45N

(2)當(dāng)金屬棒的速度大小為時(shí)v，感應(yīng)電動勢為E=BLv

由C=可知，此時(shí)電容器極板上前電荷量為Q=CU=CE=CBLv

設(shè)在一小段時(shí)間t內(nèi)，可認(rèn)為導(dǎo)體棒做勻變速運(yùn)動，速度增加量為v，

電容器板板上增加的電荷量為Q=CBL·v

根據(jù)電流的定義式I=

對導(dǎo)體棒受力分析，根據(jù)牛領(lǐng)第二定律，有F-f-BIL=ma

將I=CBLa代入上式可得：

可知導(dǎo)體棒的加速度與時(shí)間無關(guān)，即導(dǎo)體棒做勻加速運(yùn)動v=0.5t

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】奧巴馬同學(xué)利用數(shù)碼相機(jī)連拍功能(此相機(jī)每秒連拍10張)，記錄下北京奧運(yùn)會跳水比賽中小將陳若琳和王鑫在10 m跳臺跳水的全過程．所拍攝的第一張恰為她們起跳的瞬間，第四張如圖甲所示，王兵同學(xué)認(rèn)為這是她們在最高點(diǎn)；第十九張如圖乙所示，她們正好身體豎直雙手觸及水面．設(shè)起跳時(shí)她們的重心離臺面的距離和觸水時(shí)她們的重心離水面的距離相等．由以上材料(g取10 m/s2)

(1)估算陳若琳的起跳速度；

(2)通過計(jì)算分析第四張照片是在最高點(diǎn)嗎？如果不是，此時(shí)重心是處于上升還是下降階段？

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，是使用光電管的原理圖。當(dāng)用某種頻率的可見光照射到陰極K上時(shí)，電流表中有電流通過．

①當(dāng)變阻器的滑動端P向______________端滑動時(shí)(選填“A”或“B”)，通過電流表的電流將會減�。�

②當(dāng)電流表電流剛減小到零時(shí)，電壓表的讀數(shù)為U，則光電子的最大初動能為_______________ (已知電子電荷量為e)．

③如果不改變?nèi)肷涔獾念l率，而增加入射光的強(qiáng)度，則光電子的最大初動能將_______ (選填“增大”、“減小”或“不變”)．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】航空母艦上艦載機(jī)在某次降落中，若航母保持靜止，以飛機(jī)著艦為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，飛機(jī)的速度隨時(shí)間變化關(guān)系如圖所示。飛機(jī)在時(shí)恰好鉤住阻攔索中間位置，此時(shí)速度；在時(shí)飛機(jī)速度。從到時(shí)間內(nèi)圖線是一段直線。則以下說法中正確是（ ）

A. 時(shí)間內(nèi)飛機(jī)做曲線運(yùn)動

B. 到時(shí)間內(nèi)飛機(jī)做勻速運(yùn)動

C. 可以求出到時(shí)間內(nèi)飛機(jī)受到的合外力

D. 可以求出飛機(jī)從到時(shí)間內(nèi)飛機(jī)在航空母艦上滑行的距離

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，質(zhì)量為m的小球穿在足夠長的水平固定直桿上處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)對小球同時(shí)施加水平向右的恒力F0和豎直向上的力F，使小球從靜止開始向右運(yùn)動，其中豎直向上的力F大小始終與小球的速度成正比，即F＝kv（圖中未標(biāo)出），已知小球與桿間的動摩擦因數(shù)為，下列說法中正確的是（ ）

A. 小球先做加速度增大的加速運(yùn)動，后做加速度減小的減速運(yùn)動

B. 小球先做加速度減小的加速運(yùn)動，后做加速度增大的減速運(yùn)動直到靜止

C. 小球的最大加速度為F0/m

D. 小球的最大速度為

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】現(xiàn)有一滿偏電流為500μA，內(nèi)阻為1.2×103Ω的靈敏電流計(jì)G，某同學(xué)想把它改裝成中值電阻為600Ω的歐姆表，實(shí)驗(yàn)室提供如下器材：

A．一節(jié)干電池（標(biāo)準(zhǔn)電動勢為1.5V）

B．電阻箱R1（最大阻值99.99Ω）

C．電阻箱R2（最大阻值999.9Ω）

D．滑動變阻器R3（0—100Ω）

E．滑動變阻器R4（0—1kΩ）

F．導(dǎo)線若干及兩個(gè)接線柱

（1）由于電流表的內(nèi)阻較大，該同學(xué)先把電流計(jì)改裝為量程為0~2.5mA的電流表，則電流計(jì)應(yīng)__ 聯(lián)一個(gè)電阻箱（填“串”或“并”），將其阻值調(diào)為___Ω。

（2）將改裝后的電流表作為表頭改裝為歐姆表，請?jiān)诜娇騼?nèi)把改裝后的電路圖補(bǔ)畫完整，并標(biāo)注所選電阻箱和滑動變阻器的符號（B~E）。

（3）用改裝后的歐姆表測一待測電阻，讀出電流計(jì)的示數(shù)為200μA，則待測電阻阻值為_______Ω。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，豎直放置的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ的M點(diǎn)和P點(diǎn)間接一個(gè)電阻，在兩導(dǎo)軌間OO1O1′O′矩形區(qū)域內(nèi)有垂直導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場。現(xiàn)使與磁場上邊界相距d0的ab棒由靜止開始釋放，若棒在離開磁場前已經(jīng)做勻速直線運(yùn)動(棒ab與導(dǎo)軌始終保持良好接觸且下落過程中始終保持水平，導(dǎo)軌電阻不計(jì))。則自棒由靜止開始釋放到離開磁場的過程中，下列速度圖像可能正確的是(　　)

A. B. C. D.

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在勻強(qiáng)磁場中，一矩形金屬線框繞與磁感線垂直的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動，如圖所示．產(chǎn)生的交變電動勢的圖象如圖所示，則(　　)

A. t＝0.005 s時(shí)線框的磁通量變化率為零

B. t＝0.01 s時(shí)線框平面與中性面重合

C. 線框產(chǎn)生的交變電動勢有效值為311 V

D. 線框產(chǎn)生的交變電動勢頻率為100 Hz

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，兩根平行光滑金屬導(dǎo)軌固定在同一水平面內(nèi)，其左端接有定值電阻R，Ox軸平行于金屬導(dǎo)軌，在0≤x≤4m的空間區(qū)域內(nèi)存在著垂直導(dǎo)軌平面向下的磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨坐標(biāo)x（以m為單位）的分布規(guī)律為B=0.8-0.2x（T），金屬棒ab在外力作用下從x=0處沿導(dǎo)軌運(yùn)動，ab始終與導(dǎo)軌垂直并接觸良好，不計(jì)導(dǎo)軌和金屬棒的電阻。設(shè)在金屬棒從x1=lm經(jīng)x2=2m到x3=3m的過程中，R的電功率保持不變，則金屬棒（　�。�

A. 在x1與x3處的電動勢之比為1：3

B. 在x1與x2處受到磁場B的作用力大小之比為2：1

C. 從x1到x2與從x2到x3的過程中通過R的電量之比為5：3

D. 從x1到x2與從x2到x3的過程中通過R產(chǎn)生的焦耳熱之比為5：3

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案