足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌水平放置,在其左端固定一個(gè)傾角為的光滑金屬導(dǎo)軌,導(dǎo)軌相距均為,在水平導(dǎo)軌和傾斜導(dǎo)軌上,各有一根與導(dǎo)軌垂直的金屬桿,兩金屬桿與水平導(dǎo)軌、傾斜導(dǎo)軌形成—閉合回路。兩金屬桿質(zhì)量均為、電阻均為,其余電阻不計(jì),桿被銷釘固定在傾斜導(dǎo)軌某處。整個(gè)裝置處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度為,方向豎直向上。當(dāng)用水平向右、大小的恒力拉桿,使其達(dá)到最大速度時(shí),立即撤去銷釘,發(fā)現(xiàn)桿恰好能在原處仍然保持靜止。(重力加速度為

(1)求桿運(yùn)動(dòng)中的最大速度。

(2)求傾斜導(dǎo)軌的傾角。

(3)若桿加速過程中發(fā)生的位移為,則桿加速過程中,求桿上產(chǎn)生的熱量。

(1)

(2)

(3)


解析:

(1)對(duì)桿a,勻速運(yùn)動(dòng)時(shí):(2分)

桿a產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)(2分)

回路電流(2分)解得:(2分)

(2)對(duì)桿b:解得:(2分)

(3)對(duì)系統(tǒng),由能量守恒定律得:(2分)

(2分)解得:(2分)

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖所示,相距為L(zhǎng)的兩條足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌與水平面的夾角為θ,上端接有定值電阻R,勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌平面,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.將質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒由靜止釋放,當(dāng)速度達(dá)到v時(shí)開始勻速運(yùn)動(dòng),此時(shí)對(duì)導(dǎo)體棒施加一平行于導(dǎo)軌向下的拉力,并保持拉力的功率恒為P,導(dǎo)體棒最終以2v的速度勻速運(yùn)動(dòng).導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好,不計(jì)導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻,重力加速度為g.下列選項(xiàng)正確的是(  )

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科目:高中物理 來源: 題型:

(2011?黃浦區(qū)一模)如圖(a)所示,兩根足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌相距為l,導(dǎo)軌平面與水平面成θ角,下端通過導(dǎo)線連接的電阻為R.質(zhì)量為m、阻值為r的金屬棒ab放在兩導(dǎo)軌上,棒與導(dǎo)軌垂直并始終保持良好接觸,整個(gè)裝置處于垂直導(dǎo)軌平面向上的磁場(chǎng)中.
(1)若金屬棒距導(dǎo)軌下端距離為d,磁場(chǎng)隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖(b)所示,為保持金屬棒靜止,求加在金屬棒中央、沿斜面方向的外力隨時(shí)間變化的關(guān)系.
(2)若所加磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小恒為B′,通過額定功率Pm的小電動(dòng)機(jī)對(duì)金屬棒施加沿斜面向上的牽引力,使其從靜止開始沿導(dǎo)軌做勻加速直線運(yùn)動(dòng),經(jīng)過時(shí)間t1電動(dòng)機(jī)達(dá)到額定功率,此后電動(dòng)機(jī)功率保持不變.金屬棒運(yùn)動(dòng)的v-t圖象如圖(c)所示.求磁感應(yīng)強(qiáng)度B′的大。
(3)若金屬棒處在某磁感應(yīng)強(qiáng)度大小恒定的磁場(chǎng)中,運(yùn)動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定后的速度為v,在D位置(未標(biāo)出)處突然撤去拉力,經(jīng)過時(shí)間t2棒到達(dá)最高點(diǎn),然后沿軌道返回,在達(dá)到D位置前已經(jīng)做勻速運(yùn)動(dòng),其速度大小為
15
v
,求棒在撤去拉力后所能上升的最大高度.

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科目:高中物理 來源: 題型:

(2013?南通一模)如圖所示,相距為L(zhǎng)的兩條足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌與水平面的夾角為θ,上端連接定值電阻R,導(dǎo)軌上水平虛線MNPQ區(qū)域內(nèi),存在著垂直于軌道平面向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.將質(zhì)量為m、電阻為r的導(dǎo)體棒在距磁場(chǎng)上邊界d處由靜止釋放,導(dǎo)體棒進(jìn)入磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)距離s到達(dá)CD位置,速度增加到v1,此時(shí)對(duì)導(dǎo)體棒施加一平行于導(dǎo)軌的拉力,使導(dǎo)體棒以速度v1勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)間t后離開磁場(chǎng).導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直且電接觸良好,不計(jì)導(dǎo)軌的電阻,重力加速度為g.求:
(1)導(dǎo)體棒剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E;
(2)導(dǎo)體棒到達(dá)CD位置時(shí),電阻R上的電功率P;
(3)整個(gè)過程中回路產(chǎn)生的焦耳熱Q.

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖(甲)所示,兩根足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌相距為L(zhǎng)1=0.4m,導(dǎo)軌平面與水平面成θ=300角,下端通過導(dǎo)線連接阻值R=0.6Ω的電阻.質(zhì)量為m=0.2kg、阻值r=0.2Ω的金屬棒ab放在兩導(dǎo)軌上,棒與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸,整個(gè)裝置處于垂直導(dǎo)軌平同 向上的磁場(chǎng)中,取g=lOm/s2
精英家教網(wǎng)
(1)若金屬棒距導(dǎo)軌下端L2=0.5m,磁場(chǎng)隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖(乙)所示,為保持金屬棒靜止,試求加在金屬棒中央、沿斜面方向的外力隨時(shí)問變化的關(guān)系
(2)若所加磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小恒為B’,通過額定功率Pm=l OW的小電動(dòng)機(jī)對(duì)金屬棒施加沿斜面向上的牽引力,使其從靜止開始沿導(dǎo)軌做勻加速直線運(yùn)動(dòng),經(jīng)過 0.5s電動(dòng)機(jī)達(dá)到額定功率,此后電動(dòng)機(jī)功率保持不變.金屬棒運(yùn)動(dòng)的v-t圖象如圖(丙)所示.試求磁感應(yīng)強(qiáng)度B’的大小和0.5s內(nèi)電動(dòng)機(jī)牽引力的沖量大。

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖所示,相距為L(zhǎng)的兩條足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌與水平面的夾角為θ,上端接有定值電阻R,勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌平面,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.將質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒由靜止釋放,當(dāng)速度達(dá)到v時(shí)開始勻速運(yùn)動(dòng),此時(shí)對(duì)導(dǎo)體棒施加一平行于導(dǎo)軌向下的拉力,并保持拉力的功率恒為P,導(dǎo)體棒最終以3v的速度勻速運(yùn)動(dòng).導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好,不計(jì)導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻,重力加速度為g.下列選項(xiàng)正確的是( 。
A、P=3mgvsinθB、P=6mgvsinθC、當(dāng)導(dǎo)體棒速度達(dá)到2v時(shí)加速度大小為2gsinθD、在速度達(dá)到3v以后勻速運(yùn)動(dòng)的過程中,R上產(chǎn)生的焦耳熱等于拉力所做的功

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