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        1. 如圖所示,P、Q為水平面內(nèi)平行放置的光滑金屬長直導(dǎo)軌,間距為0.5m,處在豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B1=0.5T的勻強(qiáng)磁場中.導(dǎo)體桿ef垂直于P、Q放在導(dǎo)軌上,在外力作用下向左做勻速直線運(yùn)動.質(zhì)量為0.1kg的正方形金屬框abcd置于豎直平面內(nèi),其邊長為0.1m,每邊電阻均為0.1Ω.線框的兩頂點(diǎn)a、b通過細(xì)導(dǎo)線與導(dǎo)軌相連.磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B2=1T的勻強(qiáng)磁場垂直金屬框abcd向里,金屬框恰好處于靜止?fàn)顟B(tài).不計其余電阻和細(xì)導(dǎo)線對a、b點(diǎn)的作用力,g=10m/s2,求:
          (1)通過ab邊的電流Iab是多大?
          (2)導(dǎo)體桿ef的運(yùn)動速度v是多大?
          分析:(1)金屬框受安培力和重力平衡,ab邊和其它三邊并聯(lián),結(jié)合串并聯(lián)電路的特點(diǎn),結(jié)合安培力的公式,根據(jù)平衡求出通過ab邊的電流大。
          (2)根據(jù)閉合電路歐姆定律,結(jié)合切割產(chǎn)生感應(yīng)電動勢大小,求出導(dǎo)體桿的速度.
          解答:解:(1)設(shè)通過正方形金屬框的總電流為I,ab邊的電流為Iab,dc邊的電流為Idc,有:Iab=
          3
          4
          I

          Icd=
          1
          4
          I

          金屬框受重力和安培力,處于靜止?fàn)顟B(tài),有:mg=B2IabL2+B2IdcL2
          聯(lián)立三式解得:Iab=
          3mg
          4B2L2
          =
          3
          4×1×0.1
          =7.5A

          (2)由(1)可得:I=
          mg
          B2L2

          設(shè)導(dǎo)體桿切割磁感線產(chǎn)生的電動勢為E,有:E=B1L1v
          設(shè)ad、dc、cb三邊電阻串聯(lián)后與ab邊電阻并聯(lián)的總電阻為R,則:R=
          3
          4
          r

          根據(jù)閉合電路歐姆定律,有:I=
          E
          R

          聯(lián)立解得:v=
          3mgr
          4B1B2L1L2
          =
          3×1×0.1
          4×0.5×1×0.5×0.1
          =3m/s

          答:(1)通過ab邊的電流Iab是7.5A.
          (2)導(dǎo)體桿ef的運(yùn)動速度v是3m/s.
          點(diǎn)評:本題考查了電磁感應(yīng)和電路以及力學(xué)的綜合,是高考的熱點(diǎn)問題,平時的學(xué)習(xí)中需加強(qiáng)訓(xùn)練.
          練習(xí)冊系列答案
          相關(guān)習(xí)題

          科目:高中物理 來源: 題型:

          (2013?惠州三模)如圖所示的軌道由半徑為R的1/4光滑圓弧軌道AB、豎直臺階BC、足夠長的光滑水平直軌道CD組成.小車的質(zhì)量為M,緊靠臺階BC且上水平表面與B點(diǎn)等高.一質(zhì)量為m的可視為質(zhì)點(diǎn)的滑塊自圓弧頂端A點(diǎn)由靜止下滑,滑過圓弧的最低點(diǎn)B之后滑到小車上.已知M=4m,小車的上表面的右側(cè)固定一根輕彈簧,彈簧的自由端在Q點(diǎn),小車的上表面左端點(diǎn)P與Q點(diǎn)之間是粗糙的,滑塊與PQ之間表面的動摩擦因數(shù)為μ,Q點(diǎn)右側(cè)表面是光滑的.求:
          (1)滑塊滑到B點(diǎn)的瞬間對圓弧軌道的壓力大小.
          (2)要使滑塊既能擠壓彈簧,又最終沒有滑離小車,則小車上PQ之間的距離應(yīng)在什么范圍內(nèi)?(滑塊與彈簧的相互作用始終在彈簧的彈性范圍內(nèi))

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          科目:高中物理 來源: 題型:

          如圖所示,虛線MN左側(cè)是水平正交的勻強(qiáng)電場和磁場,電場水平向右,磁場垂直于紙面向里,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B;MN右側(cè)有豎直方向的勻強(qiáng)電場(圖中豎線,未標(biāo)方向),電場中有一固定點(diǎn)電荷Q.一質(zhì)量為m,電荷量為q的點(diǎn)電荷,從MN左側(cè)的場區(qū)沿與電場線成θ角斜向上的勻速直線運(yùn)動,穿過MN上的A點(diǎn)進(jìn)入右側(cè)場區(qū),恰好繞Q在豎直面內(nèi)做半徑為r的勻速圓周運(yùn)動,并穿過MN上的P點(diǎn)進(jìn)入左側(cè)場區(qū).已知各電場之間無相互影響,當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間,靜電力常量為k.
          (1)判斷電荷q的電性并求出MN左側(cè)勻強(qiáng)電場場強(qiáng)E1
          (2)判斷Q的電性并求出起電荷量;
          (3)求出電荷穿過P點(diǎn)剛進(jìn)入左側(cè)場區(qū)時加速度a的大小和方向.

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          科目:高中物理 來源: 題型:

          (2005?福建模擬)如圖所示,P為位于某一高度處的質(zhì)量為m的物塊,Q為位于水平地面上的質(zhì)量為M的特殊平板,
          m
          M
          =
          1
          8
          ,平板與地面間的動摩擦因數(shù) μ=0.02.在板的上表面的上方,存在一定厚度的“相互作用區(qū)域”,區(qū)域的上邊界為MN,如圖中劃虛線的部分.當(dāng)物塊P進(jìn)入相互作用區(qū)域時,P、Q之間便有相互作用的恒力F=kmg,其中Q對P的作用力豎直向上,且k=41,F(xiàn)對P的作用使P剛好不與Q的上表面接觸.在水平方向上,P、Q之間沒有相互作用力.P剛從離MN高h(yuǎn)=20m處由靜止自由落下時,板Q向右運(yùn)動的速度υ0=8m/s,板Q足夠長,空氣阻力不計,取g=10m/s.求:
          (1)P第一次落到MN邊界的時問t和第一次在相互作用區(qū)域中運(yùn)動的時間T;
          (2)P第2次經(jīng)過MN邊界時板Q的速度υ;
          (3)當(dāng)板Q的速度為零時,P一共回到出發(fā)點(diǎn)幾次?

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          科目:高中物理 來源: 題型:

          (2007?汕頭模擬)如圖所示,P為位于某一高度處的質(zhì)量為m的物塊,Q為位于水平地面上的質(zhì)量為M=1kg的特殊平板,
          m
          M
          =
          1
          8
          ,平板與地面間的動摩擦因數(shù) μ=0.02.在板的上表面的上方,存在一定厚度的“相互作用區(qū)域”,區(qū)域的上邊界為MN,如圖中劃虛線的部分.當(dāng)物塊P進(jìn)入相互作用區(qū)域時,P、Q之間便有相互作用的恒力F=kmg,其中Q對P的作用力豎直向上,且k=41,F(xiàn)對P的作用使P剛好不與Q的上表面接觸.在水平方向上,P、Q之間沒有相互作用力.P剛從離MN高h(yuǎn)=20m處由靜止自由落下時,板Q向右運(yùn)動的速度v0=8m/s,板Q足夠長,空氣阻力不計.求:
          (1)P第一次落到MN邊界的時間t和第一次在相互作用區(qū)域中運(yùn)動的時間T;
          (2)P第2次經(jīng)過MN邊界時板Q的速度v;
          (3)從P第1次經(jīng)過MN邊界,到第2次經(jīng)過MN邊界的過程中,P、Q系統(tǒng)損失的機(jī)械能△E;
          (4)當(dāng)板Q的速度為零時,P一共回到出發(fā)點(diǎn)幾次?

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          科目:高中物理 來源: 題型:

          精英家教網(wǎng)如圖所示,P為質(zhì)量為m=1kg的物塊,Q為位于水平地面上的質(zhì)量為M=4kg的特殊平板,平板與地面間的動摩因數(shù)μ=0.02.在板上表面的上方,存在一定厚度的“相互作用區(qū)域”,區(qū)域的上邊界為MN.P剛從距高h(yuǎn)=5m處由靜止開始自由落下時,板Q向右運(yùn)動的速度為vo=4m/s.當(dāng)物塊P進(jìn)入相互作用區(qū)域時,P、Q之間有相互作用的恒力F=kmg,其中Q對P的作用豎直向上,k=21,F(xiàn)對P的作用使P剛好不與Q的上表面接觸.在水平方向上,P、Q之間沒有相互作用力,板Q足夠長,空氣阻力不計.( 取g=10m/s2,以下計算結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)求:
          (1)P第1次落到MN邊界的時間t和第一次在相互作用區(qū)域中運(yùn)動的時間T;
          (2)P第2次經(jīng)過MN邊界時板Q的速度v;
          (3)從P第1次經(jīng)過MN邊界到第2次經(jīng)過MN邊界的過程中,P、Q組成系統(tǒng)損失的機(jī)械能△E;
          (4)當(dāng)板Q速度為零時,P一共回到出發(fā)點(diǎn)幾次?

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