【題目】如圖甲所示,寬、傾角的金屬長(zhǎng)導(dǎo)軌上端安裝有的電阻在軌道之間存在垂直于軌道平面的磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度B按圖乙所示規(guī)律變化一根質(zhì)量的金屬桿垂直軌道放置,距離電阻時(shí)由靜止釋放,金屬桿最終以速度沿粗糙軌道向下勻速運(yùn)動(dòng)R外其余電阻均不計(jì),滑動(dòng)摩擦力等于最大靜摩擦力求:

當(dāng)金屬桿勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)電阻R上的電功率為多少?

某時(shí)刻金屬桿下滑速度為,此時(shí)的加速度多大?

金屬桿何時(shí)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)?

【答案】當(dāng)金屬桿勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)電阻R上的電功率為;

某時(shí)刻金屬桿下滑速度為,此時(shí)的加速度為;

金屬桿在后感應(yīng)電流消失的瞬間才開(kāi)始下滑.

【解析】

根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律求感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),由歐姆定律求電阻R中的電流,根據(jù)電功率計(jì)算公式求解電功率;導(dǎo)體棒最終以v=0.4m/s的速度勻速運(yùn)動(dòng),根據(jù)受力平衡求出摩擦力,t>0.5s的某個(gè)時(shí)刻ab下滑速度為0.2m/s,由牛頓第二定律求出加速度;求解安培力的大小,分析金屬桿的受力情況確定運(yùn)動(dòng)情況.

勻速時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)無(wú)變化,

根據(jù)閉合電路的歐姆定律可得:,

根據(jù)電功率計(jì)算公式可得:;

勻速時(shí)根據(jù)共點(diǎn)力的平衡可得:

而安培力為:,

所以解得摩擦力為:,

當(dāng)速度時(shí),安培力為:,

根據(jù)牛頓第二定律可得:

解得:;

由圖b可知:釋放瞬間磁場(chǎng)變化率,

感應(yīng)電流為:,

安培力為:,

由于,所以開(kāi)始釋放時(shí)金屬桿無(wú)法下滑,在內(nèi),安培力不斷增加,范圍,所以在前金屬桿無(wú)法運(yùn)動(dòng).

金屬桿在后感應(yīng)電流消失的瞬間才開(kāi)始下滑.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖,abc是豎直面內(nèi)的光滑固定軌道,ab水平,長(zhǎng)度為2Rbc是半徑為R的四分之一的圓弧,與ab相切于b點(diǎn)。一質(zhì)量為m的小球。始終受到與重力大小相等的水平外力的作用,自a點(diǎn)處從靜止開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng),重力加速度大小為g。小球從a點(diǎn)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到其他軌跡最高點(diǎn),機(jī)械能的增量為( )

A. 2mgR

B. 4mgR

C. 5mgR

D. 6mgR

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】由于地球自轉(zhuǎn)的影響,地球表面的重力加速度會(huì)隨緯度的變化而有所不同:若地球表面兩極處的重力加速度大小為g0,在赤道處的重力加速度大小為g,地球自轉(zhuǎn)的周期為r,引力常量為G,地球可視為質(zhì)量均勻分布的球體.求:

1)地球半徑R

2)地球的平均密度;

3)若地球自轉(zhuǎn)速度加快,當(dāng)赤道上的物體恰好能起來(lái)時(shí),求地球自轉(zhuǎn)周期T'

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】某同學(xué)在做“探究求合力的方法”實(shí)驗(yàn)時(shí),為了得到一組對(duì)應(yīng)的合力和分力,他將彈簧的一端固定在木板上,先用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)把彈簧的另一端拉到O點(diǎn),再改用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉動(dòng)系在彈簧另一端的兩根細(xì)繩,如圖所示。下列實(shí)驗(yàn)操作正確的是:

A.兩次拉動(dòng)彈簧,彈簧末端位置可以不同

B.彈簧測(cè)力計(jì)必須保持與木板平行,讀數(shù)時(shí)視線要正對(duì)彈簧測(cè)力計(jì)刻度

C.用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)同時(shí)拉動(dòng)彈簧時(shí),兩細(xì)繩間的夾角必須為90°

D.用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)同時(shí)拉動(dòng)彈簧時(shí),只需記錄兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)即可

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】我國(guó)發(fā)射的嫦娥三號(hào)登月探測(cè)器靠近月球后,先在月球表面附近的近似圓軌道上繞月運(yùn)行;然后經(jīng)過(guò)一系列過(guò)程,在離月面4m高處做一次懸停(可認(rèn)為是相對(duì)于月球靜止);最后關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī),探測(cè)器自由下落。已知探測(cè)器的質(zhì)量約為1.3×109kg,地球質(zhì)量約為月球的81倍,地球半徑為月球的3.7倍,地球表面的重力加速度大小約為9.8m/s2。則次探測(cè)器

A. 在著陸前瞬間,速度大小約為8.9m/s

B. 懸停時(shí)受到的反沖作用力約為2×103N

C. 從離開(kāi)近月圓軌道到著陸這段時(shí)間內(nèi),機(jī)械能守恒

D. 在近月圓軌道上運(yùn)行的線速度小于人造衛(wèi)星在近地圓軌道上運(yùn)行的線速度

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,有一水平放置,左右寬度不同的固定光滑導(dǎo)軌MNPQ、,其中左側(cè)導(dǎo)軌寬度為2d,右側(cè)導(dǎo)軌寬度為d,在、上分別有一根導(dǎo)體棒ab、cd,單位長(zhǎng)度的電阻為,導(dǎo)體棒質(zhì)量均為m,整個(gè)裝置處于豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度為圖中未畫(huà)出時(shí)刻,固定導(dǎo)體棒ab,在導(dǎo)體棒cd上施加一個(gè)水平向右的拉力F,使其向右做加速度為a的勻加速運(yùn)動(dòng),在時(shí)撤去外力,隨后釋放導(dǎo)體棒abab、cd兩導(dǎo)體棒均在導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng),假設(shè)兩側(cè)導(dǎo)軌均足夠長(zhǎng),導(dǎo)軌電阻不計(jì),求:

外力F隨時(shí)間變化的關(guān)系;

時(shí)間內(nèi)通過(guò)ab棒的電荷量;

釋放導(dǎo)體棒ab后,cd棒最終速度為,求ab棒的最終速度及在時(shí)刻后ab棒上產(chǎn)生的熱量Q

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】關(guān)于滑動(dòng)摩擦力的說(shuō)法,下列正確的是  

A. 滑動(dòng)摩擦力的方向總是和物體運(yùn)動(dòng)的方向相反

B. 只有運(yùn)動(dòng)的物體才受到滑動(dòng)摩擦力

C. 滑動(dòng)摩擦力總是阻礙物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)

D. 滑動(dòng)摩擦力總是阻礙物體的運(yùn)動(dòng)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】“神舟十一號(hào)”載人飛船與“天宮二號(hào)”空間實(shí)驗(yàn)室成功實(shí)現(xiàn)自動(dòng)交會(huì)對(duì)接。如圖所示,在對(duì)接過(guò)程中,“神舟十一號(hào)”開(kāi)始向“天宮二號(hào)”緩緩靠攏,在按程序順利完成一系列技術(shù)動(dòng)作后,對(duì)接機(jī)構(gòu)鎖緊,兩個(gè)飛行器建立剛性連接,形成組合體。下列說(shuō)法中正確的是 (  )

A. 在對(duì)接靠攏的過(guò)程中,“神舟十一號(hào)”載人飛船選擇“天宮二號(hào)”作為參考系

B. 在對(duì)接靠攏的過(guò)程中,“神舟十一號(hào)”載人飛船選擇“地面指揮中心”作為參考系

C. 在對(duì)接靠攏的過(guò)程中,“天宮二號(hào)”能夠看作質(zhì)點(diǎn)

D. 在調(diào)整對(duì)接姿態(tài)的過(guò)程中,“神舟十一號(hào)”能夠看作質(zhì)點(diǎn)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,矩形線圈abcd在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng),線圈的電阻不計(jì),線圈共N匝,理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為1:2,定值電阻,當(dāng)線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度為時(shí),電壓表的示數(shù)為U。則

A. 電流表的示數(shù)為

B. 從線圈轉(zhuǎn)動(dòng)到圖示位置開(kāi)始計(jì)時(shí),線圈中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)表達(dá)式為

C. 線圈在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中通過(guò)線圈磁通量的最大值為

D. 當(dāng)線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度為時(shí),電壓表的示數(shù)為

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