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如圖所示,M,NM',N'是兩組平行的光滑金屬導軌,都水平放置,M,NM',N'的上方,二者如圖所示連接著,間距分別為dd/3.空間有方向豎直向上的勻強磁場,磁感應強度大小是B.A.b是兩根質量都是m,長度、電阻都相同的金屬棒,分別放在兩導軌上,并都與導軌垂直,其中a棒用兩條長為l的細線懸掛在支架上,線伸直且棒與導軌接觸良好.現(xiàn)將a棒向右拉,使兩線伸直且處于水平位置,從靜止釋放,a擺下與導軌接觸后繼續(xù)向左擺動,至最大高度時用手接住,此時線與豎直方向的夾角為60°.求

(1)當a離開導軌后,b棒的運動速度大小及方向.

(2)若導軌電阻不計,由于電磁輻射而損耗的能量可以完全忽略,求b棒上生成的焦耳熱.

答案:
解析:

解:(1)a導線剛接觸導軌時的速度,a導線剛離開導軌時的速度

a導線與導軌接觸的短暫過程中,ab導線組成的閉合電路中有感應電流,兩棒都將受到磁場力,由于兩棒中的電流大小相等,但a導線在電路中的長度是b導線的3倍,因此a導線受到的磁場力也總是b導線的3倍,從而a導線的動量變化量的大小等于b導線的動量變化的3倍,即m(v2-v1)=3mv’,可解出b導線產生的速度大小,方向由左手定則判定是向左.

(2)根據(jù)能量守恒定律,電路中通過電阻生熱損失的能量等于系統(tǒng)減少的機械能,即Q=mgl-mgl/2-mv’2/2=,

由于ab導線的電流大小總相等,但a導線在電路中的部分是b導線的3倍,因此b導線中損失的熱量是總量的1/4,即


練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源: 題型:

(20分)如圖所示,滑塊A的質量m=0.01 kg,與水平地面間的動摩擦因數(shù)μ=0.2,用細線懸掛的小球質量均為m=0.01 kg,沿x軸排列,A與第1只小球及相鄰兩小球間距離均為s=2 m,線長分別為L1、L2、L3…(圖中只畫出三只小球,且小球可視為質點),開始時,滑塊以速度v0=10 m/s沿x軸正方向運動,設滑塊與小球碰撞時不損失機械能,碰撞后小球均恰能在豎直平面內完成完整的圓周運動并再次與滑塊正碰,g取10 m/s2,求:

(1)滑塊能與幾個小球碰撞?

(2)求出碰撞中第n個小球懸線長Ln的表達式。

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,M,NM',N'是兩組平行的光滑金屬導軌,都水平放置,M,NM',N'的上方,二者如圖所示連接著,間距分別為dd/3.空間有方向豎直向上的勻強磁場,磁感應強度大小是B.Ab是兩根質量都是m,長度、電阻都相同的金屬棒,分別放在兩導軌上,并都與導軌垂直,其中a棒用兩條長為l的細線懸掛在支架上,線伸直且棒與導軌接觸良好.現(xiàn)將a棒向右拉,使兩線伸直且處于水平位置,從靜止釋放,a擺下與導軌接觸后繼續(xù)向左擺動,至最大高度時用手接住,此時線與豎直方向的夾角為60°.求

(1)當a離開導軌后,b棒的運動速度大小及方向.

(2)若導軌電阻不計,由于電磁輻射而損耗的能量可以完全忽略,求b棒上生成的焦耳熱.

 

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科目:高中物理 來源:2014屆山東省高三9月月考(一輪檢測)物理試卷(解析版) 題型:選擇題

如圖所示,質量為M=60 kg的人站在水平地面上,用定滑輪裝置將質量為m=40 kg的重物送入井中。當重物以2 m/s2的加速度加速下落時,忽略繩子和定滑輪的質量及定滑輪的摩擦,則人對地面的壓力大小為(g取10 m/s2)(  )

A.200 N              B.280 N

C.320 N              D.920 N

 

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,在真空中,半徑為b的虛線所圍的圓形區(qū)域內存在勻強磁場,磁場方向垂直紙面向外.在磁場右側有一對平行金屬板M和N,兩板間距離也為b,板長為2b,兩板的中心線O1O2與磁場區(qū)域的圓心O在同一直線上,兩板左端與O1也在同一直線上.

有一電荷量為q、質量為m的帶正電的粒子,以速率v0從圓周上的P點沿垂直于半徑OO1并指向圓心O的方向進入磁場,當從圓周上的O1點飛出磁場時,給M、N板加上如右邊圖所示電壓u.最后粒子剛好以平行于N板的速度,從N板的邊緣飛出.不計平行金屬板兩端的邊緣效應及粒子所受的重力.

(1)求磁場的磁感應強度B的大;

(2)求交變電壓的周期T和電壓U0的值;

(3)若t=時,將該粒子從MN板右側沿板的中心線O2O1,仍以速率v0射入M、N之間,求粒子從磁場中射出的點到P點的距離.

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