【題目】如圖所示，光滑且足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ固定在豎直平面內(nèi)，兩導(dǎo)軌間的距離為L＝1m，導(dǎo)軌間連接的定值電阻R＝3Ω，導(dǎo)軌上放一質(zhì)量為m＝0.1kg的金屬桿ab，金屬桿始終與導(dǎo)軌接觸良好，桿的電阻r＝1Ω，其余電阻不計(jì)，整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B＝1T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的方向垂直導(dǎo)軌平面向里．重力加速度g取10 m/s2�，F(xiàn)讓金屬桿從AB水平位置由靜止釋放，忽略空氣阻力的影響，求：

（1）金屬桿的最大速度；

（2）若從金屬桿開始下落到剛好達(dá)到最大速度的過程中，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q＝0.6J，此時(shí)金屬棒下落的高度為多少？

（3）達(dá)到最大速度后，為使ab棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，從該時(shí)刻開始，磁感應(yīng)強(qiáng)度B應(yīng)怎樣隨時(shí)間t變化？推導(dǎo)這種情況下B與t的關(guān)系式。

【答案】(1) 4 m/s (2) 1.6 m (3)

【解析】

試題（1）當(dāng)金屬桿的重力和受到的安培力大小相等時(shí)，速度最大，根據(jù)平衡條件和安培力與速度的關(guān)系式計(jì)算速度的最大值；（2）應(yīng)用能量守恒定律求出金屬桿下落的高度；（3）為使棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，應(yīng)使穿過線圈平面的磁通量不發(fā)生變化，由此列式求解。

（1）設(shè)金屬桿的最大速度為，安培力與重力平衡，則有：

又、

聯(lián)立得：

解得：

（2）電路中產(chǎn)生的總焦耳熱：

由能量守恒定律得：

解得：

（3）為使ab棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，應(yīng)使穿過線圈平面的磁通量不發(fā)生變化

在該時(shí)刻穿過線圈平面的磁通量為：

t時(shí)刻的磁通量為：

由得：

代入數(shù)據(jù)解得：

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：

【題目】在研究物理問題時(shí)，我們有時(shí)候把幾個(gè)物體看作一個(gè)整體，并以整體作為研究對(duì)象進(jìn)行分析研究。這種方法不考慮整體內(nèi)部之間的相互作用，從整體去把握物理現(xiàn)象的本質(zhì)和規(guī)律。如圖所示，A、B是兩個(gè)帶異種電荷的小球，其質(zhì)量相等，所帶電荷量分別為+q1和-q2，A用絕緣細(xì)線L1懸掛于O點(diǎn)，A、B間用絕緣細(xì)線L2相連。整個(gè)裝置處于水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，A、B處于平衡狀態(tài)。請(qǐng)回答如下問題：

（1）勻強(qiáng)電場(chǎng)方向水平___________（選填“向左”或“向右”）；

（2）q1______q2（選填“>”、“=”或“<”），理由是______________。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，豎直墻上固定有光滑的小滑輪D，質(zhì)量相等的物體A和B用輕彈簧連接，物體B放在地面上，用一根不可伸長(zhǎng)的輕繩一端與物體A連接，另一端跨過定滑輪與小環(huán)C連接，小環(huán)C穿過豎直固定的光滑均勻細(xì)桿，小環(huán)C位于位置R時(shí)，繩與細(xì)桿的夾角為θ，此時(shí)物體B與地面剛好無壓力，圖中，SD水平，位置R和Q關(guān)于S對(duì)稱，現(xiàn)讓小環(huán)從R處由靜止釋放，環(huán)下落過程中繩始終處于拉直狀態(tài)，且環(huán)到達(dá)Q時(shí)速度最大。下列關(guān)于小環(huán)C下落過程中的描述正確的是（ ）

A. 小環(huán)C、物體A和輕彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒

B. 小環(huán)C下落到位置S時(shí)，小環(huán)C的機(jī)械能一定最大

C. 小環(huán)C從位置R運(yùn)動(dòng)到位置Q的過程中，彈簧的彈性勢(shì)能一定先減小后增大

D. 小環(huán)C到達(dá)Q點(diǎn)時(shí)，物體A與小環(huán)C的動(dòng)能之比為

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在虛線MN的右側(cè)存在著垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，邊長(zhǎng)為a的正三角形金屬線框平行紙面放置，t＝0時(shí)刻，頂點(diǎn)恰好在磁場(chǎng)的左邊界上，一邊平行磁場(chǎng)邊界MN.現(xiàn)令該金屬線框勻速進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域，則線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E、電流I、所施加的外力F、安培力做功的功率P隨時(shí)間t的變化關(guān)系的圖象中正確的是 (　　 )

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，水平傳送帶AB長(zhǎng)2m，以2m/s的速度沿順時(shí)針方向勻速運(yùn)動(dòng)�，F(xiàn)將一小物塊以3m/s的水平初速度從A點(diǎn)沖上傳送帶。若小物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.25，g取10m/s2，則小物塊運(yùn)動(dòng)至傳送帶右端B點(diǎn)所用的時(shí)間是

A. 0.5s B. 0.9s C. 1.2s D. 1.5s

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲所示，Q1、Q2為兩個(gè)被固定的點(diǎn)電荷，其中Q1帶負(fù)電，a、b兩點(diǎn)在它們連線的延長(zhǎng)線上�，F(xiàn)有一帶負(fù)電的粒子以一定的初速度沿直線從a點(diǎn)開始經(jīng)b點(diǎn)向遠(yuǎn)處運(yùn)動(dòng)（粒子只受電場(chǎng)力作用），粒子經(jīng)過a、b兩點(diǎn)時(shí)的速度分別為va、vb，其速度圖象如圖乙所示。以下說法中正確的是

A. Q2一定帶負(fù)電

B. Q2的電量一定大于Q1的電量

C. b點(diǎn)的加速度為零，電場(chǎng)強(qiáng)度也為零

D. 整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中，粒子的電勢(shì)能先減小后增大

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】下列關(guān)于電功、電功率和焦耳定律的說法中正確的是(　 　)

A. 電功率越大，電流做功越快，電路中產(chǎn)生的焦耳熱一定越多

B. 公式W＝UIt適用于任何電路，而W＝I2Rt＝U2t/R只適用于純電阻電路

C. 在非純電阻電路中，UIt>I2Rt

D. 焦耳定律Q＝I2Rt適用于任何電路

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在水平軌道右側(cè)安放半徑為R＝0.2 m的豎直圓形光滑軌道，水平軌道的PQ段鋪設(shè)特殊材料，調(diào)節(jié)其初始長(zhǎng)度為L＝1 m，水平軌道左側(cè)有一輕質(zhì)彈簧左端固定，彈簧處于自然狀態(tài)．質(zhì)量為m＝1 kg的小物塊A（可視為質(zhì)點(diǎn)）從軌道右側(cè)以初速度v0＝2 m/s沖上軌道，通過圓形軌道、水平軌道后壓縮彈簧并被彈簧以原速率彈回，經(jīng)水平軌道返回圓形軌道．物塊A與PQ段間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.2，軌道其他部分摩擦不計(jì)，重力加速度g＝10 m/s2．求：

（1）物塊A與彈簧剛接觸時(shí)的速度大小v1；

（2）物塊A被彈簧以原速率彈回返回到圓形軌道的高度h1；

（3）調(diào)節(jié)PQ段的長(zhǎng)度L，A仍以v0從軌道右側(cè)沖上軌道，當(dāng)L滿足什么條件時(shí)，物塊A能第一次返回圓形軌道且能沿軌道運(yùn)動(dòng)而不脫離軌道．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】 如圖所示，質(zhì)量為 m =1kg 的滑塊，在水平力作用下靜止在傾角為300的光滑斜面上， 斜面的末端 B 與水平傳送帶相接(滑塊經(jīng)過此位置滑上皮帶時(shí)無能量損失)，傳送帶的運(yùn)行速度為 v0 =3m / s ，長(zhǎng)為 L =1m 。今將水平力撤去，當(dāng)滑塊滑到傳送帶右端 C 時(shí)，恰好與傳送帶速度相同�；瑝K與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù) 0.25 ， g =10m / s 2.

（1）求水平作用力 F 的大��；

（2）求滑塊下滑的高度；

（3）若滑塊滑上傳送帶時(shí)速度小于 3m / s ，求滑塊在傳送帶上滑行的整個(gè)過程中產(chǎn)生的熱量。

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案