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8.如圖所示,兩根足夠長的平行金屬導軌固定在傾角θ=30°的斜面上,導軌電阻不計,間距L=0.4m,導軌所在空間被分成區(qū)域Ⅰ和Ⅱ,兩區(qū)域的邊界與斜面的交線為MN,Ⅰ中的勻強磁場方向垂直斜面向下,Ⅱ中的勻強磁場方向垂直斜面向上,兩磁場的磁感應強度大小為B=0.5T,在區(qū)域Ⅰ中,將質量m1=0.1kg,電阻R1=0.1Ω的金屬條ab放在導軌上,ab剛好不下滑,然后,在區(qū)域Ⅱ中將質量m2=0.4kg,電阻R2=0.1Ω的光滑導體棒cd置于導軌上,由靜止開始下滑,cd在滑動過程中始終處于區(qū)域Ⅱ的磁場中,ab、cd始終與導軌垂直且兩端與導軌保持良好接觸,取g=10m/s2,問
(1)cd下滑的過程中,ab中的電流方向;
(2)ab將要向上滑動時,cd的速度v多大;
(3)從cd開始下滑到ab剛要向上滑動的過程中,cd滑動的距離x=3.8m,此過程中ab上產生的熱量Q是多少.

分析 (1)由右手定則可以判斷出感應電流方向;
(2)由平衡條件、安培力公式求出cd棒的速度;
(3)由能量守恒定律可以求出熱量.

解答 解:(1)由右手定則可知,電流由a流向b;
(2)開始放置ab剛好不下滑時,ab所受摩擦力為最大靜摩擦力,由平衡條件得:Fmax=m1gsinθ,
ab剛好要上滑時,感應電動勢:E=BLv,
電路電流:I=ER1+R2,
ab受到的安培力:F=BIL,
此時ab受到的最大靜摩擦力方向沿斜面向下,由平衡條件得:F=m1gsinθ+Fmax,
代入數(shù)據(jù)解得:v=5m/s;
(3)cd棒運動過程中電路產生的總熱量為Q,
由能量守恒定律得:m2gxsinθ=Q+12m2v2,
ab上產生的熱量:Q=R1R1+R2Q
解得:Q=1.3J;
答:(1)cd下滑的過程中,ab中的電流方向為:電流由a流向b;
(2)ab剛要向上滑動時,cd的速度為5m/s;
(3)從cd開始下滑到ab剛要向上滑動的過程中,cd滑動的距離x=3.8m,此過程中ab上產生的熱量Q是1.3J.

點評 本題是復雜的電磁感應現(xiàn)象,是電磁感應與力學知識的綜合,分析導體棒的運動情況,要抓住甲勻加速運動的過程中,外力與安培力大小相等.分別從力和能量兩個角度進行研究.

練習冊系列答案
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16.如圖所示,一毛同學用多用電表的歐姆擋測量一個線圈的電阻,以判斷它是否斷路.為方便測量,同桌的二毛同學用雙手分別握住線圈裸露的兩端,一毛用兩表筆與線圈兩端接觸,讀出阻值,再將表筆與線圈斷開.在測量的過程中,二毛在某瞬間感到有強烈的電擊感,對此現(xiàn)象,下列說法正確的是(  )
A.線圈沒有斷路,在表筆與線圈斷開瞬間,二毛有電擊感
B.線圈沒有斷路,在表筆與線圈接觸瞬間,二毛有電擊感
C.線圈一定斷路,在表筆與線圈斷開瞬間,二毛有電擊感
D.線圈一定斷路,在表筆與線圈接觸瞬間,二毛有電擊感

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3.阿爾法磁譜儀(Alpha Magnetic Spectrometer)是一個安裝于國際空間站上的微觀粒子物理試驗探究的設備.圖為某簡化了的磁譜儀部分構件的示意圖,圖中永磁鐵提供勻強磁場,硅微條徑跡探測器可以探測粒子在其中運動的軌跡.假設有a、b、c三種微觀粒子從宇宙中垂直磁場方向飛入圖中的勻強磁場(只考慮磁場對粒子的作用力),三粒子的質量與電量分別為a(m、+q)、b(m、-q)、c(1800m、q).則下列判斷正確的有(  )
A.a與b的偏轉方向一定不同
B.a與b在磁場中運動軌跡的半徑一定相同
C.僅依據(jù)粒子運動軌跡無法判斷該粒子是b還是c
D.三粒子都不可能在該磁場中運動出完整的圓周軌跡

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13.2007年10月24日18時05分,我國首顆繞月探測衛(wèi)星“嫦娥一號”在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心升空,隨后“嫦娥一號”在地球軌道上進行四次變軌,衛(wèi)星不斷加速,進入地月轉移軌道.接近月球后,通過三次近月制動,在11月7日建立起距月球兩百公里的繞月球兩極飛行的圓軌道,進行繞月探測飛行.通過在軌測試后,衛(wèi)星將開始進行科學探測活動.已知月球表面的重力加速度約為地球表面重力加速度的16,月球半徑約為地球半徑的14,則下列說法中正確的是(  )
A.“嫦娥一號”繞月球表面做圓周運動的周期比繞地球表面做圓周運動的周期大
B.“嫦娥一號”繞月球表面做圓周運動的向心加速度比繞地球表面做圓周運動的向心加速度大
C.“嫦娥一號”繞月球表面做圓周運動的速度大于 7.9km/s
D.“嫦娥一號”在月球表面附近所受月球的萬有引力小于在地球表面附近所受地球的萬有引力

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20.在某高度處以20m/s的初速度豎直上拋一個物體,取g=10m/s2,請求出以下表格中所列時刻對應的速度和位移.
 時刻 1秒末 2秒末 3秒末 4秒末 5秒末
 速度     
 位移     

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7.在做“研究勻變速直線運動”的實驗時,得到一條紙帶如圖所示,A、B、C、D、E、F、G為計數(shù)點,每兩個計數(shù)點間還有4個點未畫出,xl=1.20cm,x2=1.60cm,x3=1.98cm,x4=2.38cm,x5=2.79cm,x6=3.18cm.
(1)為了達到實驗的目的,除了有電磁打點計時器(含頻率為50Hz的交流電源)、紙帶、小車、細繩、導線、鉤碼、長木板外,還需要的測量儀器有刻度尺.
(2)電磁打點計時器的T作電壓為4~6V,打點周期為0.02s,圖中兩計數(shù)點的時間間隔
T=0.1s.
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