【題目】如圖甲所示,MNPQ是足夠長(zhǎng)的平行光滑金屬導(dǎo)軌,其間距為d,電阻忽略不計(jì)。導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為,在導(dǎo)軌的矩形區(qū)域內(nèi)有一垂直于導(dǎo)軌向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。一根電阻為r且具有一定質(zhì)量的導(dǎo)體棒ef垂直放在導(dǎo)軌上,正方形金屬框abcd的質(zhì)量為m,邊長(zhǎng)為L,每邊電阻均為r,用細(xì)線懸掛在豎直平面內(nèi),ab邊水平,線框的a、b兩點(diǎn)通過導(dǎo)線與導(dǎo)軌相連,金屬框上半部分處在大小為B、方向垂直框面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,金屬框下半部分處在大小也為B、方向垂直框面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,不計(jì)其余電阻和細(xì)導(dǎo)線對(duì)a、b點(diǎn)的作用力。從導(dǎo)體棒ef自由下滑開始計(jì)時(shí),懸掛線框的細(xì)線拉力FT隨時(shí)間的變化如圖乙所示。重力加速度用g表示。求:

(1)導(dǎo)體棒ef剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)ab邊的電流;

(2)導(dǎo)體棒ef剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度以及所經(jīng)歷的時(shí)間;

(3)導(dǎo)體棒ef的質(zhì)量。

【答案】(1) (2) (3)

【解析】

本題是電磁感應(yīng)與力學(xué)知識(shí)的綜合,一方面要理解速度圖象斜率的物理意義,知道斜率等于加速度,運(yùn)用牛頓第二定律求解斜面傾角的正弦值;另一方面抓住安培力既與電磁感應(yīng)有聯(lián)系,又與力學(xué)知識(shí)有聯(lián)系,熟練推導(dǎo)出安培力與速度的關(guān)系,由平衡條件和動(dòng)力學(xué)方程進(jìn)行解答。

(1)導(dǎo)體棒ef剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),設(shè)ab邊電流為I1cd邊電流為I2,則:

解得:;

(2)導(dǎo)體棒ef剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),對(duì)整個(gè)電流回路,干路電流

感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

解得:

據(jù)

解得:

(3)(1)的方法得導(dǎo)體棒ef勻速滑動(dòng)時(shí)ef中的電流

對(duì)導(dǎo)體棒ef,設(shè)導(dǎo)體棒ef的質(zhì)量為M,由力的平衡得:

解得:。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】跳臺(tái)滑雪是利用自然山形建成的跳臺(tái)進(jìn)行的滑雪運(yùn)動(dòng)之一,起源于挪威。運(yùn)動(dòng)員腳著特制的滑雪板,沿著跳臺(tái)的傾斜助滑道下滑,借助下滑速度和彈跳力,使身體躍入空中,在空中飛行約4-5秒鐘后,落在山坡上。某滑雪運(yùn)動(dòng)員(可視為質(zhì)點(diǎn))由坡道進(jìn)入豎直面內(nèi)的圓弧形滑道AB,從滑道的A點(diǎn)滑行到最低點(diǎn)B的過程中,由于摩擦力的存在,運(yùn)動(dòng)員的速率不變,則運(yùn)動(dòng)員沿AB下滑過程中( )

A. 所受合外力始終為零 B. 所受摩擦力大小不變

C. 合外力做功一定為零 D. 機(jī)械能始終保持不變

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)中,

1)為了能明顯地觀察到感應(yīng)電流,請(qǐng)?jiān)谟覉D中用實(shí)線代替導(dǎo)線,補(bǔ)充完成實(shí)驗(yàn)電路。

2)電路正確連接,閉合開關(guān)后,能產(chǎn)生感應(yīng)電流的做法有:

方法一:_______________

方法二:________________

這些做法都能產(chǎn)生感應(yīng)電流,其本質(zhì)原因是:________________。

3)將原線圈插在副線圈中,閉合開關(guān)的瞬間,副線圈中感應(yīng)電流與原線圈中電流的繞行方向_______(填相同相反),若此瞬間檢流計(jì)的指針向右偏轉(zhuǎn),則可使檢流計(jì)指針向右偏轉(zhuǎn)的其他做法有____________。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖,空間存在水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),電場(chǎng)和磁場(chǎng)相互垂直。在電磁場(chǎng)區(qū)域中,有一個(gè)豎直放置的光滑絕緣圓環(huán),環(huán)上套有一個(gè)帶正電的小球。O點(diǎn)為圓環(huán)的圓心,a、b、c為圓環(huán)上的三個(gè)點(diǎn),a點(diǎn)為最高點(diǎn),c點(diǎn)為最低點(diǎn),Ob沿水平方向。已知小球所受電場(chǎng)力與重力大小相等,F(xiàn)將小球從環(huán)的頂端a點(diǎn)由靜止釋放。下列判斷正確的是(

A.當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到bc中點(diǎn)時(shí),洛侖茲力最大

B.當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)時(shí),洛侖茲力最大

C.小球從a點(diǎn)到b點(diǎn),重力勢(shì)能減小,電勢(shì)能增大

D.小球從b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn),電勢(shì)能增大,動(dòng)能先增大后減小

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,光滑的水平桌面上放置一質(zhì)量M=4 kg、長(zhǎng)L=0.6m的長(zhǎng)木板B,質(zhì)量m=1kg的小木塊A(可看成質(zhì)點(diǎn))放在長(zhǎng)木板的左端,開始A、B均處于靜止?fàn)顟B(tài)。現(xiàn)有一個(gè)與A完全相同的小木塊C從長(zhǎng)木板右側(cè)以v0=6ms的初速度沖向長(zhǎng)木板,碰后以v1=2ms的速度被反向彈回(碰撞時(shí)間極短),最終小木塊A恰好不滑落長(zhǎng)木板。重力加速度g=10rns2。求:

(1)碰后瞬間長(zhǎng)木板B的速度;

(2)小木塊A與長(zhǎng)木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】運(yùn)用玻意耳定律可以測(cè)量小晶體的體積,裝置示意圖和測(cè)量數(shù)據(jù)如圖,實(shí)驗(yàn)步驟如下:

.取適量小晶體,裝入注射器內(nèi);

.緩慢推動(dòng)活塞至某一位置,記錄活塞所在位置的容積刻度V1,通過壓強(qiáng)傳感器、數(shù)據(jù)采集器從計(jì)算機(jī)上讀取此時(shí)氣體的壓強(qiáng)p1;

.重復(fù)步驟,記錄活塞在另一位置的容積刻度V2和讀取相應(yīng)的氣體的壓強(qiáng)p2;

.再重復(fù)步驟,處理記錄的3組數(shù)據(jù),得到小晶體的體積。

1)實(shí)驗(yàn)中緩慢推動(dòng)活塞,是為了保持________不變;

2)為了減小實(shí)驗(yàn)誤差,采用作直線圖線的方法來處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),右邊方格圖的縱坐標(biāo)應(yīng)標(biāo)明的物理量是______,橫坐標(biāo)則應(yīng)標(biāo)明_______

3)如果圖線的斜率用k表示,則注射器內(nèi)小晶體的體積V0與容積刻度V、氣體的壓強(qiáng)p的關(guān)系表達(dá)式為:V0=_______

4)采用作圖法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),則本次數(shù)據(jù)的不足之處是_________。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,在xOy坐標(biāo)系中,x軸上的N點(diǎn)到O點(diǎn)的距離是12cm,虛線NPx軸負(fù)向的夾角是30°.第Ⅰ象限內(nèi)NP的上方有勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度B1T,第Ⅳ象限內(nèi)有勻強(qiáng)電場(chǎng),方向沿y軸正向.將一質(zhì)量m8×1010 kg、電荷量q1×104 C帶正電粒子,從電場(chǎng)中M12,﹣8)點(diǎn)由靜止釋放,經(jīng)電場(chǎng)加速后從N點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng),又從y軸上P點(diǎn)穿出磁場(chǎng).不計(jì)粒子重力,取π3,求:

1)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的速度v;

2)勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E

3)粒子從M點(diǎn)到P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某同學(xué)使用有透光狹縫的鋼條和光電計(jì)時(shí)器的裝置測(cè)量重力加速度(1)。在鋼條下落過程中,鋼條擋住光源發(fā)出的光時(shí),計(jì)時(shí)器開始計(jì)時(shí),透光時(shí)停止計(jì)時(shí),若再次擋光,計(jì)時(shí)器將重新開始計(jì)時(shí)。實(shí)驗(yàn)中該同學(xué)將鋼條豎直置于一定高度(下端A高于光控開關(guān)),由靜止釋放,測(cè)得先后兩段擋光時(shí)間t1t2。

用游標(biāo)卡尺測(cè)量、的長(zhǎng)度,其中的長(zhǎng)度如圖2所示,其值為___________mm;

若狹縫寬度忽略,則該同學(xué)利用, 求出后,則重力加速度_________________ ;

若狹縫寬度不能忽略,仍然按照②的方法得到的重力加速度值比其真實(shí)值________(填“偏大偏小”)。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】一質(zhì)量為m的運(yùn)動(dòng)員托著質(zhì)量為M的重物從下蹲狀態(tài)(圖甲)緩慢運(yùn)動(dòng)到站立狀態(tài)(圖乙),該過程重物和人的肩部相對(duì)位置不變,運(yùn)動(dòng)員保持乙狀態(tài)站立△t時(shí)間后再將重物緩慢向上舉,至雙臂伸直(圖丙)。甲到乙、乙到丙過程重物上升高度分別為h1、h2,經(jīng)歷的時(shí)間分別為t1t2,則

A. 地面對(duì)運(yùn)動(dòng)員的沖量為(M+m)g(t1+t2+△t),地面對(duì)運(yùn)動(dòng)員做的功為0

B. 地面對(duì)運(yùn)動(dòng)員的沖量為(M+m)g(t1+t2),地面對(duì)運(yùn)動(dòng)員做的功為(M+m)g(h1+h2)

C. 運(yùn)動(dòng)員對(duì)重物的沖量為Mg(t1+t2+△t),運(yùn)動(dòng)員對(duì)重物做的功為Mg(h1+h2)

D. 運(yùn)動(dòng)員對(duì)重物的沖量為Mg(t1+t2),運(yùn)動(dòng)員對(duì)重物做的功為0

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