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        1. 如圖所示,兩平行導(dǎo)軌間距L=0.5m,足夠長光滑的傾斜部分和粗糙的水平部分圓滑連接,傾斜部分與水平面的夾角θ=30°,垂直斜面方向向上的勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1.0T,水平部分沒有磁場,金屬桿ab質(zhì)量m=0.05kg,電阻r=0.2Ω,運動中與導(dǎo)軌始終接觸良好,并且垂直于導(dǎo)軌.電阻R=0.8Ω,導(dǎo)軌電阻不計.當(dāng)金屬棒從斜面上距底面高h(yuǎn)=1.0m以上的任何地方由靜止釋放后,在水平面上滑行的最大距離x=1.25m,取g=10m/s2,求:
          (1)金屬棒在斜面上的最大運動速度;
          (2)金屬棒與水平導(dǎo)軌間的動摩擦因素;
          (3)若金屬棒從高度h=1.0m處由靜止釋放,電阻R產(chǎn)生的熱量.
          (1)到達(dá)水平面之前已經(jīng)開始勻速運動,設(shè)最大速度為v,感應(yīng)電動勢為:
          E=BLv
          感應(yīng)電流為:I=
          E
          R+r

          安培力為:F=BIL
          勻速運動時,沿斜面方向上受力有:mgsinθ=F
          聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)解得:v=1.0m/s
          (2)在水平面上滑動時,滑動摩擦力為:f=μmg
          金屬棒在摩擦力作用下做勻減速運動,由牛頓第二定律有:f=ma
          金屬棒在水平面做勻減速運動,由運動學(xué)公式有:v2=2ax
          聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)解得:μ=0.04
          (3)下滑的過程中,由動能定理可得:
          mgh-W=
          1
          2
          mv2
          安培力所做的功等于電路中產(chǎn)生的焦耳熱,即為:
          W=Q
          電阻R上產(chǎn)生的熱量:
          QR=
          R
          R+r
          Q
          代入數(shù)據(jù)解得:QR=0.38J.
          答:(1)棒在斜面上的最大速度為1m/s.
          (2)水平面的滑動摩擦因數(shù)為0.04.
          (3)從高度h=1.0m處滑下后電阻R上產(chǎn)生的熱量為0.38J.
          練習(xí)冊系列答案
          相關(guān)習(xí)題

          科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

          我國第一艘航母“遼寧艦”交接入列后,殲-15飛機(jī)順利完成了起降飛行訓(xùn)練,圖為一架殲-15飛機(jī)剛著艦時的情景.已知該飛機(jī)機(jī)身長為l,機(jī)翼兩端點C、D的距離為d,某次在我國近海海域訓(xùn)練中飛機(jī)降落時的速度沿水平方向,大小為v,該空間地磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度的水平分量為Bx,豎直分量為By.C、D兩點間的電勢差為U,下列分析正確的是(  )
          A.U=Bxlv,C點電勢低于D點電勢
          B.U=Bxdv,C點電勢高于D點電勢
          C.U=Bylv,C點電勢低于D點電勢
          D.U=Bydv,C點電勢高于D點電勢

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          科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

          如圖所示,兩條平行的金屬導(dǎo)軌MP、NQ與水平面夾角為α,設(shè)導(dǎo)軌足夠長.導(dǎo)軌處在與導(dǎo)軌平面垂直的勻強(qiáng)磁場中,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.80T,與導(dǎo)軌上端相連的電源電動勢E=4.5V,內(nèi)阻r=0.4Ω,水平放置的導(dǎo)體棒ab的電阻R=1.5Ω,兩端始終與導(dǎo)軌接觸良好,且能沿導(dǎo)軌無摩擦滑動,與導(dǎo)軌下端相連的電阻R1=1.0Ω,電路中其它電阻不計.當(dāng)單刀雙擲開關(guān)S與1接通時,導(dǎo)體棒剛好保持靜止?fàn)顟B(tài),求:
          (1)磁場的方向;
          (2)S與1接通時,導(dǎo)體棒的發(fā)熱功率;
          (3)當(dāng)開關(guān)S與2接通后,導(dǎo)體棒ab在運動過程中,單位時間(1s)內(nèi)掃過的最大面積.

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          科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

          如圖所示,水平導(dǎo)軌的電阻忽略不計,金屬棒ab和cd的電阻分別為Rab和Rcd,且Rab>Rcd,處于勻強(qiáng)磁場中.金屬棒cd在力F的作用下向右勻速運動.a(chǎn)b在外力作用下處于靜止?fàn)顟B(tài),下面說法正確的是( 。
          A.通過ab的電流是b到aB.Uab=Ucd
          C.Uab<UcdD.無法判斷

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          科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

          如圖所示,水平放置的平行金屬導(dǎo)軌MN和PQ之間接有定值電阻R,導(dǎo)體棒ab長為l且與導(dǎo)軌接觸良好,整個裝置處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場中,現(xiàn)使導(dǎo)體棒ab勻速向右運動,下列說法正確的是(  )
          A.導(dǎo)體棒ab兩端的感應(yīng)電動勢越來越小
          B.導(dǎo)體棒ab中的感應(yīng)電流方向是a→b
          C.導(dǎo)體棒ab所受安培力方向水平向右
          D.導(dǎo)體棒ab所受合力做功為零

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          科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

          如圖所示,光滑的金屬導(dǎo)軌置于水平面內(nèi),勻強(qiáng)磁場方向垂直于導(dǎo)軌平面向上,磁場區(qū)域足夠大.導(dǎo)線ab、cd平行放置在導(dǎo)軌上,且都能自由滑動.當(dāng)導(dǎo)線ab在拉力F作用下向左運動時,下列判斷錯誤的是( 。
          A.導(dǎo)線cd也向左運動
          B.導(dǎo)線cd內(nèi)有電流,方向為c→d
          C.磁場對ab的作用力方向向右
          D.磁場對ab和cd的作用力方向相同

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          科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

          間距為L的兩條足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ與水平面夾角為30°,導(dǎo)軌的電阻不計,導(dǎo)軌的N、Q端連接一阻值為R的電阻,導(dǎo)軌上有一根質(zhì)量一定、電阻為r的導(dǎo)體棒ab垂直導(dǎo)軌放置,導(dǎo)體棒上方距離L以上的范圍存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向與導(dǎo)軌平面垂直的勻強(qiáng)磁場.現(xiàn)在施加一個平行斜面向上且與棒ab重力相等的恒力,使導(dǎo)體棒ab從靜止開始沿導(dǎo)軌向上運動,當(dāng)ab進(jìn)入磁場后,發(fā)現(xiàn)ab開始勻速運動,求:
          (1)導(dǎo)體棒的質(zhì)量;
          (2)若進(jìn)入磁場瞬間,拉力減小為原來的一半,求導(dǎo)體棒能繼續(xù)向上運動的最大位移.

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          科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

          利用如圖所示的實驗裝置可以測量磁感應(yīng)強(qiáng)度.其中2為力敏傳感器,3為數(shù)字電壓表,5為底部長為L的線框.當(dāng)外界拉力作用于力敏傳感器的彈性梁上時,數(shù)字電壓表上的讀數(shù)U與所加外力F成正比,即U=KF,式中K為比例系數(shù).用絕緣懸絲把線框固定在力敏傳感器的掛鉤上,并用軟細(xì)銅絲連接線框與電源.當(dāng)線框中電流為零時,輸出電壓為U0;當(dāng)線框中電流為I時,輸出電壓為U.則磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為( 。
          A.B=
          U
          KIL
          B.B=
          U0
          KIL
          C.B=
          2U+U0
          KIL
          D.B=
          |U-U0|
          KIL

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          科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

          一個用絕緣材料制成的扁平薄圓環(huán),其內(nèi)、外半徑分別為,厚度可以忽略。兩個上下表面都帶有電荷,每個面的電荷面密度為已知常量。薄圓環(huán)繞通過環(huán)心垂直環(huán)面的軸以轉(zhuǎn)動。將一半徑為、電阻為并與薄圓環(huán)共面的導(dǎo)線圓環(huán)與薄圓環(huán)同心放置。試求:

          (1)薄圓環(huán)轉(zhuǎn)動時在圓心處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度為多少?
          (2)若薄圓環(huán)以大小不變的角加速度減速轉(zhuǎn)動,時刻的角速度為,在薄圓環(huán)減速運動過程中導(dǎo)線圓環(huán)中的感應(yīng)電動勢為多少?
          提示:(1)角加速度表示單位時間里角速度的變化量。
          (2)半徑為、通有電流的圓線圈(環(huán)形電流),在圓心處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度為為已知常量)

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