【題目】如圖所示，質(zhì)量為的半圓弧形絕緣凹槽放置在光滑的水平面上，凹槽部分放有和兩個光滑圓形導軌，與端由導線連接，一質(zhì)量為的導體棒自端的正上方處平行端進入凹槽，整個裝置處于范圍足夠大的豎直方向的勻強磁場中，導體棒在槽內(nèi)運動過程中與導軌接觸良好。已知磁場的磁感應強度，導軌的間距與導體棒的長度均為，導軌的半徑，導體棒的電阻，其余電阻均不計，重力加速度，不計空氣阻力。

（1）求導體棒剛進入凹槽時速度和所受安培力的大小；

（2）求導體棒從開始下落到最終靜止的過程中克服安培力做的功；

（3）若導體棒從開始下落到第一次通過導軌最低點的過程中產(chǎn)生的熱量為，求導體棒第一次通過最低點時回路中的電功率。

【答案】（1）， （2）；（3）

【解析】

（1）設導體棒剛進入凹槽時的速度為，根據(jù)動能定理可知：，解得：，此時感應電動勢大小為，感應電流的大小為，則導體棒剛進入凹槽時所受的安培力大小為

（2）導體棒最終靜止在凹槽軌道最低點，這一過程系統(tǒng)機械能減少為：

根據(jù)能量守恒可得導體棒克服安培力做功為，即；

（3）設導體棒第一次通過軌道最低點速度為，凹槽速度為，則，根據(jù)能量守恒可知：，

電路中感應電動勢為:，

回路中感應電流的電功率為:，解得

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】甲、乙兩同學用如圖甲實驗所示的裝置測滑塊與長木板之間的動摩擦因數(shù)，在一端裝有定滑輪的長木板上固定有甲、乙兩個光電門，與光電門相連的計時器能顯示滑塊上的遮光片通過光電門時遮光的時間，滑塊通過繞過定滑輪的輕質(zhì)細繩與測力計掛鉤相連，測力計下吊著裝有沙的沙桶，測力計能顯示掛鉤所受的拉力，滑塊對長木板的壓力大小等于滑塊的重力大小，已知當?shù)氐闹亓铀俣葹?/span>g．

（1）為了滿足實驗的要求，下列說法正確的是_____．

A．長木板應放在水平桌面上

B．長木板沒有定滑輪的一端應適當墊高，以平衡摩擦力

C．沙和沙桶及測力計的總質(zhì)量應遠小于滑塊的質(zhì)量

D．定滑輪與滑塊之間的細繩應與長木板平行

（2）實驗前用20分度的游標卡尺測出遮光片的寬度，如圖所示，其示數(shù)d=_____cm．

（3）甲同學測出兩光電門之間的距離為L，將滑塊從圖示位置由靜止釋放，測得滑塊通過甲、乙兩光電門的時間分別為t1、t2，記錄測力計的示數(shù)F，則滑塊運動的加速度大小a=_____（用字母表示）．

（4）多次改變沙桶里沙的質(zhì)量，重復（3）的步驟，根據(jù)測得的多組F和a作出a﹣F圖象如圖丙所示，由圖象可知，滑塊的質(zhì)量為_____，滑塊與長木板間的動摩擦因數(shù)為_____．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】 如圖所示，在傾角為37°的固定斜面上靜置一個質(zhì)量為5 kg的物體，物體與斜面間的動摩擦因數(shù)為0.8.

求：

(1)物體所受的摩擦力；(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)

(2)若用原長為10 cm，勁度系數(shù)為3.1×103N/m的彈簧沿斜面向上拉物體，使之向上勻速運動，則彈簧的最終長度是多少？(取g＝10 m/s2)

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某人造衛(wèi)星在距離地面的高度為地球半徑R0的圓形軌道上運動，衛(wèi)星軌道平面與赤道平面重合，已知地球表面重力加速度為g

（1）求出衛(wèi)星繞地球運動周期T；

（2）設地球自轉(zhuǎn)周期T0，該衛(wèi)星繞地旋轉(zhuǎn)方向與地球自轉(zhuǎn)方向相同，則衛(wèi)星連續(xù)兩次經(jīng)過赤道上某固定目標正上方的時間是多少？

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如下圖所示，平行金屬板中央有一個初始靜止的電子(不計重力)，兩板間距離足夠大，當兩板間加上如圖乙所示的電壓后，在下圖中反映電子速度v、位移x和加速度a三個物理量隨時間t的變化規(guī)律正確的是　

A. B.

C. D.

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，為一皮帶傳動裝置，右輪半徑為r，a為它邊緣上一點；左側(cè)是一輪軸，大輪半徑為4r，小輪半徑為2r，b點在小輪上，到小輪中心的距離為r。c點和d點分別位于小輪和大輪的邊緣上。若傳動過程中皮帶不打滑，則：（ ）

①a點和b點的線速度大小相等

②a點和b點的角速度大小相等

③a點和c點的線速度大小相等

④a點和d點的向心加速度大小相等

A. ①③ B. ②③ C. ③④ D. ②④

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，細桿的一端與一小球相連，可繞過O點的水平軸自由轉(zhuǎn)動，現(xiàn)給小球一初速度，使它做圓周運動．點a、b分別表示軌道的最低點和最高點，則桿對球的作用力可能是(　　)

A. a處為拉力，b處為拉力

B. a處為拉力，b處為推力

C. a處為推力，b處為拉力

D. a處為推力，b處為推力

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖1，光滑絕緣水平平臺MNQP為矩形，GH∥PQ，MP=NQ=1m，MN=GH=PQ=0.4m，平臺離地面高度為h=2.45m。半徑為R=0.2m的圓形勻強磁場區(qū)域，磁感應強度B=0.05T，方向豎直向上，與MP邊相切于A點，與NQ邊相切于D點，與GH相切于C點。平臺上PGHQ區(qū)域內(nèi)有方向由P指向G的勻強電場，場強大小為E=0.25V/m。平臺右方整個空間存在方向水平向右的電場，場強大小也為E=0.25V/m，俯視圖如圖2。兩個質(zhì)量均為m=2×10-5kg的小球a、b，小球a帶正電，電量q=4×10-4C，小球b不帶電，小球a、b均可視為質(zhì)點。小球a從A點正對圓心O射入磁場，偏轉(zhuǎn)90°后離開磁場，一段時間后與靜止在平臺D點的小球b發(fā)生彈性碰撞，碰后兩球離開平臺，并在此后的運動過程中發(fā)生多次彈性碰撞，a球帶電量始終不變，碰撞時間忽略不計。已知重力加速度g=10m/s2，π=3.14，不計空氣阻力，求：

(1)小球a射入磁場時的速度大��；

(2)從小球a射入磁場到第一次與小球b相碰撞，小球a運動的路程；

(3)兩個小球落地點與NQ的水平距離。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，從傾角為θ的斜面上的M點水平拋出一個小球，小球的初速度為v0，最后小球落在斜面上的N點，則下列說法錯誤的是(重力加速度為g)( 　　)

A. 可求M、N之間的距離

B. 可求小球落到N點時速度的大小和方向

C. 小球到達N點時的速度與水平方向夾角為2θ

D. 可以斷定，當小球速度方向與斜面平行時，小球與斜面間的距離最大

查看答案和解析>>

同步練習冊答案