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        1. 精英家教網 > 高中物理 > 題目詳情

          【題目】兩根相距d=0.20m的平行光滑金屬長導軌與水平方向成30°角固定,勻強磁場的磁感強度B=0.20T,方向垂直兩導軌組成的平面,兩根金屬棒ab、cd互相平行且始終與導軌垂直地放在導軌上,它們的質量分別為m1=0.1kg, m2=0.02kg,兩棒電阻均為0.20Ω,導軌電阻不計,如圖所示。

          (1)當ab棒在平行于導軌平面斜向上的外力作用下,以v1=1.5m/s速度沿斜面勻速向上運動,求金屬棒cd運動的最大速度;

          (2)若要cd棒靜止,求使ab勻速運動時外力的功率。(g=10m/s2

          【答案】23.5m/s,15W

          【解析】(1)剛釋放cd棒時,ab棒產生的感應電動勢:E=BLv0=0.2×0.2×1.5V=0.06V
          剛釋放時cd棒時,由歐姆定律得:

          cd所受安培力大小為:F=BIL=0.2×0.15×0.2N=0.06N,
          由左手定則判斷可知,安培力方向沿導軌向上.
          cd棒的重力沿斜面向下的分力為:m2gsinθ=0.02×10×sin30°=0.1N
          可知F<m2gsinθ,所以cd棒將沿導軌向下運動,做勻速直線運動,速度達到最大.
          cd桿有:m2gsinθ=BIL
          則:

          感應電流為: ,則感應電動勢為 E=2IR=2×2.5×0.2V=1V
          總的感應電動勢為:E=BLv1+BLv2
          由以上各式解得:

          (2)當cd靜止時:感應電動勢為:E=BLv1
          感應電流為:
          cd桿有:m2gsinθ=BIL
          對桿ab有:F-BIL-m1gsinθ=0
          解得:F=(m1+m2)gsinθ=(0.1+0.02)×10×sin30°=0.6N
          解得:

          外力的功率為:P=Fv1=0.6×25W=15W

          練習冊系列答案
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          A. 電磁打點計時器使用的是10V以下的直流電源

          B. 在測量物體速度時,先讓物體運動,后接通打點計時器的電源

          C. 使用的電源電壓越高,打點的時間間隔就越大

          D. 紙帶上打的點越密,說明物體運動的越慢

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          A. 電動機消耗的總功率為EI

          B. 電動機消耗的熱功率為UI

          C. 電源的輸出功率為I2R

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          A. U1=BLv B. U1=BLv C. U2=BLv D. U2=BLv

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          1下列說法正確的是___________

          A實驗中所用的兩根細線越短越好

          B彈簧測力計的拉力方向必須與木板平行

          C實驗中只需記錄彈簧測力計拉力的大小

          D每次實驗中兩個分力間的夾角必須大于900

          2)本實驗采用的科學方法是_______________

          A.理想實驗法 B控制變量法 C等效替代法 D.建立物理模型法

          3兩彈簧測力計拉力的圖示在圖中作出,圖中方格每邊的長度表示0.8N,O是橡皮筋的一個端點,用作圖法得到合力的大小為____________N,合力方向與F1方向夾角的正切值為_________________。

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          I/(A)

          U/(V)

          0.12

          1.37

          0.20

          1.32

          0.31

          1.24

          0.32

          1.18

          0.50

          1.10

          0.57

          1.05

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          A. B. C. D.

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