Processing math: 9%
13.如圖所示,PQ和MN是間距為L、傾角為θ的足夠長平行光滑金屬導軌,其電阻可忽略不計.勻強磁場垂直于導軌平面向上且磁場區(qū)域足夠大,兩相同的金屬棒ab、cd放在導軌上,始終與導軌垂直且接觸良好,每個金屬棒的質(zhì)量為m、長度為L,電阻為R.
(1)為保持金屬棒ab不動,給cd棒施加沿導軌平面向上的拉力,使其向上勻速運動.求該拉力F的大��;
(2)保持金屬棒ab不動,求cd運動的速度大小v0;
(3)在上述情況下撤掉F,經(jīng)過時間t,cd棒到達最高點,求此時ab棒的速度v1

分析 (1)對金屬棒分析由共點力的平衡條件可求得拉力F的大��;
(2)由閉合電路歐姆定律可求得導體棒cd的速度大小;
(3)對兩棒由動量定理列式,聯(lián)立可求得ab棒的速度.

解答 解:(1)金屬棒ab受力平衡,有:
F=mgsinθ             
對金屬棒cd 由受力平衡,有:
F=F+mgsinθ          
聯(lián)立得:F=2mgsinθ   
(2)電路中感應電動勢為:E=BLv0 
由閉合電路歐姆定律為:I=E2R 
解得:v0=\frac{2mgRsinθ}{{B}^{2}{L}^{2}}       
(3)設t時間內(nèi)安培力的沖量為I,根據(jù)動量定理
對cd棒有:-mgtsinθ-I=0-mv0  
對ab棒有:mgtsinθ-I=mv1    
整理得:v1=2gtsinθ-v0
v1的大小為2gtsinθ-v0,方向沿斜面向下.
(1)該拉力F的大小為2mgsinθ;
(2)保持金屬棒ab不動,cd運動的速度大小v0\frac{2mgRsinθ}{{B}^{2}{L}^{2}}
(3)此時ab棒的速度v1為2gtsinθ-v0,方向沿斜面向下

點評 本題考查法拉第電磁感應定律、動量定理及功能關系的應用;要注意能正確應用數(shù)學規(guī)律進行分析求解,要注意動量定理的正確應用是第3問的解題關鍵.

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

3.一列沿x軸正方向傳播的簡諧機械橫波,波速為4m/s.某時刻波形如圖所示,下列說法正確的是(  )
A.這列波的振幅為2cm,周期為1s
B.此時x=4m處質(zhì)點沿y軸負方向運動
C.此時x=4m處質(zhì)點的加速度為0
D.再過0.25s時x=4m處質(zhì)點向右平移到x=5m處

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:解答題

4.如圖所示,一對平行光滑軌道放置在水平面上,兩軌道相距L=1m,兩軌道之間用電阻R=2Ω連接,有一質(zhì)量為m=0.5kg的導體桿靜止地放在軌道上與兩軌道垂直,桿及軌道的電阻皆可忽略不計,整個裝置處于磁感應強度B=2T的勻強磁場中,磁場方向垂直軌道平面向上.現(xiàn)用水平拉力沿軌道方向拉導體桿,使導體桿從靜止開始做勻加速運動.經(jīng)過位移s=0.5m后,撤去拉力,導體桿又滑行了相同的位移s后停下.求:
(1)全過程中通過電阻R的電荷量.
(2)拉力的沖量.
(3)勻加速運動的加速度.
(4)畫出拉力隨時間變化的F-t圖象.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:多選題

1.下列說法中正確的是( �。�
A.核反應方程{\;}_{90}^{234}Th→{\;}_{91}^{234}Pa+X中的X表示質(zhì)子
B.盧瑟福通過對a粒子散射實驗結果的分析,提出了原子的核式結構模型
C.放射性元素的半衰期與外界的溫度有關
D.α,β和γ三種射線中,γ射線的穿透能力最強

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

8.2012年6月24日,“蛟龍”號載人潛水器在西太平洋馬里來納海溝成功突破7000米深度,創(chuàng)造了世界同類潛水器的最大下潛深度.設質(zhì)量為M的“蛟龍”號所受浮力F始終不變,在運動過程中所受阻力僅與速率有關,重力加速度為g.當“蛟龍”號以某一速率勻速下降時,纜繩的拉力為0;現(xiàn)欲使“蛟龍”號以同樣速率勻速率勻速上升,則纜繩的拉力為( �。�
A.0B.Mg-2FC.2Mg-FD.2(Mg-F)

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:解答題

18.測定一組干電池的電動勢和內(nèi)電阻的實驗中,備有下列器材:
(A)待測的干電池   (B)電流傳感器1   (C)電流傳感器2       (D)定值電阻R0(2000Ω)
(E)滑動變阻器R(0-20Ω,2A)         (F)開關和導線若干

某同學設計了如圖甲所示的電路來完成實驗.
(1)在實驗操作過程中,該同學將滑動變阻器的滑片向左滑動,則電流傳感器1的示數(shù)將變大 (選填“變大”或“變小”).
(2)該同學利用測出的實驗數(shù)據(jù)繪出的I1-I2圖線(I1為電流傳感器1的示數(shù),I2為電流傳感器2的示數(shù),且I2的數(shù)值遠遠大于I1的數(shù)值),如圖乙所示.則由圖線可得被測電池的電動勢E=3V,內(nèi)阻r=1Ω.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

5.電荷量為q1和q2的兩個正點電荷分別位于x軸上的P點和Q點.其中xP=0,xQ=a,已知q2=4q1,則在x軸上某位置再放置一負點電荷q3,有可能使q3平衡的位置為(  )
A.x=-aB.x=\frac{a}{3}C.x=\frac{2a}{3}D.x=2a

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:填空題

2.用某種透明材料制成的一塊柱體形棱鏡的水平截面圖如圖所示,圓心為O,F(xiàn)D為\frac{1}{4}圓周,光線以入射角θ1=60°射到棱鏡AB面,經(jīng)折射后,光線到達BF面上的O點并恰好不從BF面射出. 
(1)畫出光路圖;
(2)求該棱鏡的折射率n和光線在棱鏡中傳播的速度大小v(光在真空中的傳播速度c=3.0×108m/s).

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:解答題

3.如圖所示,ABCD為固定在豎直平面內(nèi)的軌道,AB段平直傾斜且粗糙,BC段是光滑圓弧,對應的圓心角θ=53°,半徑為r,CD段平直粗糙,各段軌道均平滑連接,在D點右側(cè)固定了一個\frac{1}{4}圓弧擋板MN,圓弧半徑為R,圓弧的圓心也在D點.傾斜軌道所在區(qū)域有場強大小為E=\frac{9mg}{5q}、方向垂直于斜軌向下的勻強電場.一個質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電小物塊(視為質(zhì)點)在傾斜軌道上的A點由靜止釋放,最終從D點水平拋出并擊中擋板.已知A、B之間的距離為2r,斜軌與小物塊之間的動摩擦因素為μ=\frac{1}{4},設小物塊的電荷量保持不變,重力加速度為g,sin53°=0.8,cos53°=0.6.求:
(1)小物塊運動至圓軌道的C點時對軌道的壓力大��;
(2)改變AB之間的距離和場強E的大小,使小物塊每次都能從D點以不同的速度水平拋出并擊中擋板的不同位置,求擊中擋板時小物塊動能的最小值.

查看答案和解析>>

同步練習冊答案