【題目】U形金屬導(dǎo)軌abcd原來靜止放在光滑絕緣的水平桌面上，范圍足夠大、方向豎直向上的勻強磁場穿過導(dǎo)軌平面，一根與bc等長的金屬棒PQ平行bc放在導(dǎo)軌上，棒左邊靠著絕緣的固定豎直立柱e、f.已知磁感應(yīng)強度B＝0.8 T，導(dǎo)軌質(zhì)量M＝2 kg，其中bc段長0.5 m、電阻r＝0.4 Ω，其余部分電阻不計，金屬棒PQ質(zhì)量m＝0.6 kg、電阻R＝0.2Ω、與導(dǎo)軌間的摩擦因數(shù)μ＝0.2.若向?qū)к壥┘臃较蛳蜃�、大小�?/span>F＝2 N的水平拉力，如圖所示．求：導(dǎo)軌的最大加速度、最大電流和最大速度(設(shè)導(dǎo)軌足夠長，g取10 m/s2)．

【答案】 , ,

【解析】

導(dǎo)軌受到棒PQ水平向右的摩擦力f=μmg
根據(jù)牛頓第二定律并整理得F-μmg-F安=Ma
剛拉動導(dǎo)軌時，I感=0，安培力為零，導(dǎo)軌有最大加速度
am==（2-0.2×0.6×10）=0.40m/s2
隨著導(dǎo)軌速度增大，感應(yīng)電流增大，加速度減小，當(dāng)a=0時，速度最大
設(shè)為vm，電流最大設(shè)為Im，導(dǎo)軌受到向右的安培力FB=BIL
F-μmg-BImL=0
Im=
代入數(shù)字算得Im=A=2A
I=
Im=
vm=Im=3m/s

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】如圖所示的電路中,L為自感線圈,其直流電阻與電阻R相等,C為電容器,電源內(nèi)阻不可忽略.當(dāng)開關(guān)S由閉合變?yōu)閿嚅_瞬間,下列說法中正確的是(　　)

A. 通過燈A的電流由c到d

B. A燈突然閃亮一下再熄滅

C. B燈無電流通過,不可能變亮

D. 電容器立即放電

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】用如圖所示的實驗裝置研究小車速度隨時間變化的規(guī)律

主要實驗步驟如下:

a.安裝好實驗器材。接通電源后,讓拖著紙帶的小車沿長木板運動,重復(fù)幾次

b.選出一條點跡清晰的紙帶,找一個合適的點當(dāng)作計時起點O(t=0),然后每隔四個點選取一個計數(shù)點,如圖中A、B、C、D、E、F所示;

通過測量、計算可以得到在打A、B、C、D、E五點時小車的速度,以速度v為縱軸、時間t為橫軸建立直角坐標(biāo)系,在坐標(biāo)紙上描點,作出速度一時間圖象如圖所示。

結(jié)合上述實驗步驟,請你完成下列任務(wù):

(1)在下列儀器和器材中,本實驗中使用的有___________和____________(填選項前的字母)。

A.電壓合適的50Hz交流電源

B.電壓可調(diào)的直流電源

C.刻度尺

D.秒表

E.天平(含砝碼)

(2)根據(jù)速度一時間圖象可知,計數(shù)點O對應(yīng)的小車速度為_____,小車運動的加速度為______

(3)紙帶中只標(biāo)出了O、A兩計數(shù)點的距離為1.80cm,計算可得A、B兩計數(shù)點的距離為_______

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗中，小車拖著穿過打點計時器的紙帶做直線運動，用打點計時器記錄紙帶運動的時間．計時器所用電源的頻率為50Hz，圖5為一次實驗得到的一條紙帶，紙帶上每相鄰的兩計數(shù)點間都有四個點未畫出，按時間順序取0、1、2、3、4、5、6七個計數(shù)點，用米尺量出1、2、3、4、5、6點到0點的距離如圖所示（單位：cm）．請回答以下問題：

（1）下列操作正確的有_______．（填選項代號）

A．在釋放小車前，小車要靠近打點計時器

B．打點計時器應(yīng)放在長木板的有滑輪一端

C．應(yīng)先接通電源，后釋放小車

D．電火花計時器應(yīng)使用4～6V低壓交流電源

（2）由紙帶數(shù)據(jù)計算可得計數(shù)點4所代表時刻的瞬時速度大小v4=_______m/s，小車的加速度大小a=_______m/s2．（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲所示，兩根光滑固定導(dǎo)軌相距0.4m豎直放置，導(dǎo)軌電阻不計，在導(dǎo)軌末端P、Q兩點用兩根等長的細導(dǎo)線懸掛金屬棒cd.棒cd的質(zhì)量為0.01kg，長為0.2 m，處于磁感應(yīng)強度為B0＝0.5T的勻強磁場中，磁場方向垂直于導(dǎo)軌平面向里．相距0.2 m的水平虛線MN和JK之間的區(qū)域內(nèi)存在著垂直于導(dǎo)軌平面向里的勻強磁場，且磁感應(yīng)強度B隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示．在t＝0時刻，質(zhì)量為0.02kg、阻值為0.3Ω的金屬棒ab從虛線MN上方0.2m高度處，由靜止開放釋放，下落過程中保持水平，且與導(dǎo)軌接觸良好，結(jié)果棒ab在t1時刻從上邊界MN進入磁場，并在磁場中做勻速運動，在t2時刻從下邊界JK離開磁場，g取10 m/s2.求：

(1)在0～t1時間內(nèi)，電路中感應(yīng)電動勢的大��；

(2)在t1～t2時間內(nèi)，棒cd受到細導(dǎo)線的總拉力為多大；

(3)棒cd在0～t2時間內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某人向放在水平地面的正前方小桶中水平拋球，結(jié)果球劃著一條弧線飛到小桶的前方（如圖所示）．不計空氣阻力，為了能把小球拋進小桶中，則下次再水平拋時，他可能作出的調(diào)整為（　�。�

A. 增大初速度，提高拋出點高度 B. 增大初速度，拋出點高度不變

C. 初速度大小不變，降低拋出點高度 D. 初速度大小不變，提高拋出點高度

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，A、B、C三個物體放在旋轉(zhuǎn)圓臺上，它們由相同材料制成，A的質(zhì)量為 2m，B、C的質(zhì)量各為m，如果OA=OB=R，OC=2R，當(dāng)圓臺旋轉(zhuǎn)時，（設(shè)A，B，C都沒有滑動）．下述結(jié)論中正確的是（　�。�

A. C物體的向心加速度最大

B. B物體受到的靜摩擦力最小

C. 當(dāng)圓臺旋轉(zhuǎn)速度增加時，B比C先開始滑動

D. 當(dāng)圓臺旋轉(zhuǎn)速度增加時，A比B先開始滑動

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，光滑絕緣的水平桌面上，固定著一個帶電荷量為+Q的小球P。帶電荷量分別為-q和+2q的小球M和N。由絕緣細桿相連，靜止在桌面上。P與M相距L，[學(xué)科 網(wǎng)P、M和N視為點電荷。下列說法正確的是

A. M與N的距離大于L

B. P、M和N在同一直線上

C. 在P產(chǎn)生的電場中，M、N處的電勢相同

D. M、N及細桿組成的系統(tǒng)所受合外力為零

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在y軸上關(guān)于O點對稱的A、B兩點有等量同種點電荷＋Q，在x軸上C點有點電荷－Q，且CO＝OD，∠ADO＝60°，則下列判斷正確的是(　　)

A. O點電場強度為零

B. D點電場強度為零

C. 若點電荷＋q從O點向C點運動，動能減少

D. 若點電荷－q從O點向C點運動，動能減少

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