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        1. 相距L=1.5m的足夠長金屬導(dǎo)軌豎直放置,質(zhì)量為m1=1kg的金屬棒ab和質(zhì)量為m2=0.27kg的金屬棒cd均通過棒兩端的套環(huán)水平地套在金屬導(dǎo)軌上,如圖(a)所示,虛線上方磁場方向垂直紙面向里,虛線下方磁場方向豎直向下,兩處磁場磁感應(yīng)強度大小相同。ab棒光滑,cd棒與導(dǎo)軌間動摩擦因數(shù)為μ=0.75,兩棒總電阻為1.8Ω,導(dǎo)軌電阻不計。ab棒在方向豎直向上,大小按圖(b)所示規(guī)律變化的外力F作用下,從靜止開始,沿導(dǎo)軌勻加速運動,同時cd棒也由靜止釋放。
          (1)指出在運動過程中ab棒中的電流方向和cd棒受到的安培力方向;
          (2)求出磁感應(yīng)強度B的大小和ab棒加速度大;
          (3)已知在2s內(nèi)外力F做功40J,求這一過程中兩金屬棒產(chǎn)生的總焦耳熱;
          (4)判斷cd棒將做怎樣的運動,求出cd棒達到最大速度所需的時間t0,并在圖(c)中定性畫出cd棒所受摩擦力fcd隨時間變化的圖像。

          (1)在運動過程中ab棒中的電流方向向左(b→a),cd棒受到的安培力方向垂直于紙面向里。                                          (2分)
          (2)經(jīng)過時間t,金屬棒ab的速率
          此時,回路中的感應(yīng)電流為   
          對金屬棒ab,由牛頓第二定律得

          由以上各式整理得:     (1分)
          在圖線上取兩點:

          代入上式得        B=1.2T           (2分)
          (3)在2s末金屬棒ab的速率 
          所發(fā)生的位移                   (1分)
          由動能定律得           (1分)
          又             
          聯(lián)立以上方程,解得
             (1分)
          (4) cd棒先做加速度逐漸減小的加速運動,當cd棒所受重力與滑動摩擦力相等時,速度達到最大;后做加速度逐漸增大的減速運動,最后停止運動。(2分)
          當cd棒速度達到最大時,有      
          又       
             Ks5u
          整理解得(2分)
          fcd隨時間變化的圖像如圖(c)所示。

          解析

          練習(xí)冊系列答案
          相關(guān)習(xí)題

          科目:高中物理 來源: 題型:

          相距L=1.5m的足夠長金屬導(dǎo)軌豎直放置,質(zhì)量為m1=1kg的金屬棒ab和質(zhì)量為m2=0.27kg的金屬棒cd均通過棒兩端的套環(huán)水平地套在金屬導(dǎo)軌上,如圖(a)所示,虛線上方磁場方向垂直紙面向里,虛線下方磁場方向豎直向下,兩處磁場磁感應(yīng)強度大小相同。ab棒光滑,cd棒與導(dǎo)軌間動摩擦因數(shù)為μ=0.75,兩棒總電阻為1.8Ω,導(dǎo)軌電阻不計。ab棒在方向豎直向上,大小按圖(b)所示規(guī)律變化的外力F作用下,從靜止開始,沿導(dǎo)軌勻加速運動,同時cd棒也由靜止釋放。

          (1)指出在運動過程中ab棒中的電流方向和cd棒受到的安培力方向;

          (2)求出磁感應(yīng)強度B的大小和ab棒加速度大。

          (3)已知在2s內(nèi)外力F做功40J,求這一過程中兩金屬棒產(chǎn)生的總焦耳熱;

          (4)判斷cd棒將做怎樣的運動,求出cd棒達到最大速度所需的時間t0,并在圖(c)中定性畫出cd棒所受摩擦力fcd隨時間變化的圖像。

           

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          科目:高中物理 來源: 題型:

          相距L=1.5m的足夠長金屬導(dǎo)軌豎直放置,質(zhì)量為m1=1.0kg的金屬棒ab和質(zhì)量為m2=0.27kg的金屬棒cd均通過棒兩端的套環(huán)水平地套在金屬導(dǎo)軌上,如圖(a)所示,虛線上方磁場方向垂直紙面向里,虛線下方磁場方向豎直向下,兩處磁場磁感應(yīng)強度大小相同。ab棒光滑,cd棒與導(dǎo)軌間動摩擦因數(shù)為μ=0.75,兩棒總電阻為R=1.8Ω,導(dǎo)軌電阻不計。ab棒在方向豎直向上,大小按圖(b)所示規(guī)律變化的外力F作用下,從靜止開始,沿導(dǎo)軌勻加速運動,同時cd棒也由靜止釋放。取重力加速度g=10m/s2。

          (1)求出磁感應(yīng)強度B的大小和ab棒加速度大;

          (2)已知在2 s內(nèi)外力F做功40 J,求這一過程中兩金屬棒產(chǎn)生的總焦耳熱;

          (3)判斷cd棒將做怎樣的運動,求出cd棒達到最大速度所需的時間t0,并在圖(c)中定性畫出cd棒所受摩擦力fcd隨時間變化的圖象。               

           

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          科目:高中物理 來源:2011屆北京市海淀區(qū)高三第二學(xué)期查漏補缺物理試題B 題型:計算題

          相距L=1.5m的足夠長金屬導(dǎo)軌豎直放置,質(zhì)量為m1=1.0kg的金屬棒ab和質(zhì)量為m2=0.27kg的金屬棒cd均通過棒兩端的套環(huán)水平地套在金屬導(dǎo)軌上,如圖(a)所示,虛線上方磁場方向垂直紙面向里,虛線下方磁場方向豎直向下,兩處磁場磁感應(yīng)強度大小相同。ab棒光滑,cd棒與導(dǎo)軌間動摩擦因數(shù)為μ=0.75,兩棒總電阻為R=1.8Ω,導(dǎo)軌電阻不計。ab棒在方向豎直向上,大小按圖(b)所示規(guī)律變化的外力F作用下,從靜止開始,沿導(dǎo)軌勻加速運動,同時cd棒也由靜止釋放。取重力加速度g=10m/s2。

          (1)求出磁感應(yīng)強度B的大小和ab棒加速度大;
          (2)已知在2 s內(nèi)外力F做功40 J,求這一過程中兩金屬棒產(chǎn)生的總焦耳熱;
          (3)判斷cd棒將做怎樣的運動,求出cd棒達到最大速度所需的時間t0,并在圖(c)中定性畫出cd棒所受摩擦力fcd隨時間變化的圖象。               

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          科目:高中物理 來源:2010-2011學(xué)年廣西桂林中學(xué)高三高考模擬試題(理綜)物理部分 題型:計算題

          相距L=1.5m的足夠長金屬導(dǎo)軌豎直放置,質(zhì)量為m1=1kg的金屬棒ab和質(zhì)量為m2=0.27kg的金屬棒cd均通過棒兩端的套環(huán)水平地套在金屬導(dǎo)軌上,如圖(a)所示,虛線上方磁場方向垂直紙面向里,虛線下方磁場方向豎直向下,兩處磁場磁感應(yīng)強度大小相同。ab棒光滑,cd棒與導(dǎo)軌間動摩擦因數(shù)為μ=0.75,兩棒總電阻為1.8Ω,導(dǎo)軌電阻不計。ab棒在方向豎直向上,大小按圖(b)所示規(guī)律變化的外力F作用下,從靜止開始,沿導(dǎo)軌勻加速運動,同時cd棒也由靜止釋放。

          (1)指出在運動過程中ab棒中的電流方向和cd棒受到的安培力方向;

          (2)求出磁感應(yīng)強度B的大小和ab棒加速度大小;

          (3)已知在2s內(nèi)外力F做功40J,求這一過程中兩金屬棒產(chǎn)生的總焦耳熱;

          (4)判斷cd棒將做怎樣的運動,求出cd棒達到最大速度所需的時間t0,并在圖(c)中定性畫出cd棒所受摩擦力fcd隨時間變化的圖像。

           

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