如圖所示,電阻不計且足夠長的U形金屬框架放置在絕緣水平面上,框架與水平面間的動摩擦因數(shù)μ=0.2,框架的寬度l=0.4 m、質(zhì)量m1=0.2 kg.質(zhì)量m2=0.1 kg、電阻R=0.4 Ω的導(dǎo)體棒ab垂直放在框架上,整個裝置處于豎直向上的勻強磁場中,磁感應(yīng)強度大小B=0.5 T.對棒施加圖示的水平恒力F,棒從靜止開始無摩擦地運動,當(dāng)棒的運動速度達(dá)到某值時,框架開始運動.棒與框架接觸良好,設(shè)框架與水平面間最大靜摩擦力與滑動摩擦力相等,g取

10 m/s2.求:

(1)框架剛開始運動時棒的速度v;

(2)欲使框架運動,所施加水平恒力F的最小值;

(3)若施加于棒的水平恒力F為3 N,棒從靜止開始運動0.7 m時框架開始運動,則此過程中回路中產(chǎn)生的熱量Q.


解析:(1)框架開始運動時,MN邊所受安培力的大小等于其所受的最大靜摩擦力,故有μ(m1+m2)g=ILB,

E=Blv,I=,

解得v=6 m/s.

(2)框架開始運動時,MN邊所受安培力的大小等于其所受的最大靜摩擦力,設(shè)此時加在ab上的恒力為F,應(yīng)有F≥F安,當(dāng)F=F安時,F最小,設(shè)為Fmin,

故有Fmin=μ(m1+m2)g=0.6 N.

(3)根據(jù)能量轉(zhuǎn)化和守恒定律,F做功消耗外界能量,轉(zhuǎn)化為導(dǎo)體棒ab的動能和回路中產(chǎn)生的熱量,

有Fx=m2v2+Q,

框架開始運動時,ab的速度v=6 m/s,

解得Q=0.3 J.

答案:(1)6 m/s　(2)0.6 N　(3)0.3 J


練習(xí)冊系列答案
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科目：高中物理 來源： 題型：


跳傘運動員在剛跳離飛機、其降落傘尚未打開的一段時間內(nèi)，下列說法中正確的是

（A）空氣阻力做正功  （B）重力勢能增加  （C）動能增加   （D）空氣阻力做負(fù)功．

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如圖所示,矩形線圈abcd在勻強磁場中可以分別繞垂直于磁場方向的軸P1和P2以相同的角速度勻速轉(zhuǎn)動,當(dāng)線圈平面轉(zhuǎn)到與磁場方向平行時(　　)

A.線圈繞P1轉(zhuǎn)動時的電流等于繞P2轉(zhuǎn)動時的電流

B.線圈繞P1轉(zhuǎn)動時的電動勢小于繞P2轉(zhuǎn)動時的電動勢

C.線圈繞P1和P2轉(zhuǎn)動時電流的方向相同,都是a→b→c→d

D.線圈繞P1轉(zhuǎn)動時dc邊受到的安培力大于繞P2轉(zhuǎn)動時dc邊受到的安培力

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科目：高中物理 來源： 題型：


兩根光滑的長直金屬導(dǎo)軌MN、M′N′平行置于同一水平面內(nèi),導(dǎo)軌間距為l,電阻不計,M、M′處接有如圖所示的電路,電路中各電阻的阻值均為R,電容器的電容為C.長度也為l、阻值同為R的金屬棒ab垂直于導(dǎo)軌放置,導(dǎo)軌處于磁感應(yīng)強度為B、方向豎直向下的勻強磁場中.ab在外力作用下向右勻速運動且與導(dǎo)軌保持良好接觸,在ab運動距離為x的過程中,整個回路中產(chǎn)生的焦耳熱為Q.求:

(1)ab運動速度v的大小;

(2)電容器所帶的電荷量q.

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖所示,兩足夠長平行金屬導(dǎo)軌固定在水平面上,勻強磁場方向垂直導(dǎo)軌平面向下,金屬棒ab、cd與導(dǎo)軌構(gòu)成閉合回路且都可沿導(dǎo)軌無摩擦滑動,兩金屬棒ab、cd的質(zhì)量之比為2∶1.用一沿導(dǎo)軌方向的恒力F水平向右拉金屬棒cd,經(jīng)過足夠長時間以后(　　)

 

A.金屬棒ab、cd都做勻速運動

B.金屬棒ab上的電流方向是由b向a

C.金屬棒cd所受安培力的大小等于2F/3

D.兩金屬棒間距離保持不變

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖所示，某種變速自行車有六個飛輪和三個鏈輪，鏈輪和飛輪的齒數(shù)如下表所示．前后輪直徑為660 mm，人騎自行車行進(jìn)速度為4 m/s時，腳踩踏板做勻速圓周運動的角速度最小值約為(　　)

名稱

鏈輪

飛輪

齒數(shù)N/個

48

38

28

15

16

18

21

24

28

A．1.9 rad/s　　   B．3.8 rad/s       C．6.5 rad/s         D．7.1 rad/s

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如圖所示，三個質(zhì)點a、b、c質(zhì)量分別為m1、m2、M(M>>m1，M>>m2)．在c的萬有引力作用下，a、b在同一平面內(nèi)繞c沿逆時針方向做勻速圓周運動，軌道半徑之比為ra：rb＝1：4，則它們的周期之比Ta：Tb＝________；從圖示位置開始，在b運動一周的過程中，a、b、c共線了________次．

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從某高度處以12m/s的初速度水平拋出一物體，經(jīng)2s 落地，g取10m/s2，則物體拋出處的高度是______m，物體落地點的水平距離是______m，速度方向與豎直方向的夾角θ的正切tanθ=______。

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民航客機機艙緊急出口的氣囊是一個連接出口與地面的斜面，斜面高3.2m，斜面長6.5m，質(zhì)量為60kg的人沿斜面下滑受阻力240N，求人滑倒低端時的速度。

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