【題目】水平面內(nèi)有兩根足夠長的平行光滑金屬導(dǎo)軌,間距為L,兩端分別通過開關(guān)接有電容為C的電容器和阻值為R的電阻,導(dǎo)軌間有垂直導(dǎo)軌平面向里的勾強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。一質(zhì)量為m,長為2L的金屬棒AD與導(dǎo)軌垂直放置,A端恰好與導(dǎo)軌接觸,初始狀態(tài)如圖所示。開始時(shí)開關(guān)S1、S2均斷開,除電阻R外,其他電阻均不計(jì),金屬棒始終與導(dǎo)軌接觸良好。

(1)只閉合開關(guān)S1,讓金屬棒以初速度水平向右運(yùn)動(dòng),求金屬棒的最終速度大小。

(2)閉合開關(guān)S1、S2,讓金屬棒繞A端以角速度ω勻速轉(zhuǎn)過90°的過程中,求通過電阻R的電荷量。

(3)只閉合開關(guān)S2,讓金屬棒以初速度水平向右運(yùn)動(dòng),求它運(yùn)動(dòng)的速度大小隨位移x的變化關(guān)系。

【答案】(1) (2) (3)

【解析】

(1)最終電容器兩極板間的電壓等于導(dǎo)體棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢,即

又知道,

對金屬棒由動(dòng)量定理可得,而

聯(lián)立解得

(2)金屬棒轉(zhuǎn)過60°過程中,由法拉第電磁感應(yīng)定律可得

平均感應(yīng)電流

通過R的電荷量

金屬棒轉(zhuǎn)過60°時(shí)的電動(dòng)勢

此時(shí)電容器所答的電荷量為

金屬棒轉(zhuǎn)過60°后,電容器迅速放電,通過R上的電荷量,

金屬棒轉(zhuǎn)過90°的過程中,通過電阻R的上電荷量:

(3)金屬棒運(yùn)動(dòng)的過程中受到為v時(shí),感應(yīng)電動(dòng)勢

感應(yīng)電流

導(dǎo)體棒所受安培力

根據(jù)動(dòng)量定理,即

聯(lián)立解得

對連續(xù)變化過程,方程兩邊累加可解得,(

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某同學(xué)欲將量程為200μA的電流表G改裝成電壓表

該同學(xué)首先采用如圖所示的實(shí)驗(yàn)電路測量該電流表的內(nèi)阻Rg,圖中R1、R2為電阻箱。他按電路圖連接好電路,將R1的阻值調(diào)到最大,斷開開關(guān)S2,閉合開關(guān)S1后,調(diào)節(jié)R1的阻值,使電流表的指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度,接下來他應(yīng)該正確操作的步驟是________(選填下列步驟前的字母代號(hào)),最后記下R2的阻值;

A閉合S2,調(diào)節(jié)R1R2的阻值,使電流表的指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的一半

B.閉合S2,保持R1不變,調(diào)節(jié)R2的阻值,使電流表的指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的一半

如果按正確操作步驟測得R2的阻值為120Ω,則認(rèn)為Rg的阻值大小為_____(選填字母代號(hào)) ;

A. 60Ω B. 120Ω C. 240Ω D. 360Ω

如果該同學(xué)在調(diào)節(jié)R1使電流表滿偏過程中,發(fā)現(xiàn)電流表指針滿偏時(shí),R1的接入阻值不到其總阻值的二分之一。為了減小實(shí)驗(yàn)誤差,該同學(xué)可以采取下列措施中的______(選填字母代號(hào))

AR2換成一個(gè)最大阻值更大的電阻箱

BR1換成一個(gè)最大阻值為現(xiàn)在二分之一的電阻箱

C將電源換成一個(gè)電動(dòng)勢為現(xiàn)在電源兩倍、內(nèi)阻可以忽略的電源

D將電源換成一個(gè)電動(dòng)勢為現(xiàn)在電源二分之一、內(nèi)阻可以忽略的電源

利用上述方法測量出的電流表內(nèi)阻值_______(選填大于小于)該電流表內(nèi)阻的真實(shí)值。

依據(jù)以上的測量數(shù)據(jù)可知,若把該電流表改裝成量程為3V的電壓表,需與該表___(選填)聯(lián)一個(gè)阻值為__________Ω的定值電阻。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在光滑水平面上有相距d的兩個(gè)點(diǎn)電荷A、B,它們的質(zhì)量分別為m2m,讓其由靜止開始運(yùn)動(dòng),初始時(shí)刻A的加速度為a,經(jīng)過一段時(shí)間后,B的加速度也為a,速度為v,則下列說法正確的是(

A. A、B兩球帶異種電荷

B. 當(dāng)B球的加速度為a時(shí),A、B間的距離為

C. 當(dāng)B球的加速度為a時(shí),A的速度為2v

D. 兩球相遇時(shí)B發(fā)生的位移為

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,勻強(qiáng)電場與圓面平行。A、b、c為圓周上三點(diǎn),ab為直徑,已知a、b、c三點(diǎn)的電勢分別為9.5V、6V、14V,ab長為5cm,b=37°(sin37°=0.6.cos37°=0.8)。下列說法正確的是

A. 電場強(qiáng)度的方向與cb方向夾角為53°

B. 電場強(qiáng)度的方向與cb方向夾角為37°

C. 電場強(qiáng)度的大小為2.82 V/cm

D. 圓周上電勢最低為1.5V

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】2018128日上午9點(diǎn)半,隨著一聲槍響,環(huán)攀枝花國際公路自行車賽(繞圈賽)正式開始,來自18支國際職業(yè)車隊(duì)的95名運(yùn)動(dòng)員從三線建設(shè)博物館出發(fā),沿城區(qū)主要道路繞行,最終返回起點(diǎn),全程80.8 km。來自厄立特里亞國家隊(duì)的戴維特·也門以1小時(shí)5222秒的成績奪冠。下列說法中正確的是

A. 上午9點(diǎn)半指的是時(shí)間

B. 全程80.8 km指的是位移

C. 研究運(yùn)動(dòng)員在全程中的運(yùn)動(dòng)可將其視為質(zhì)點(diǎn)

D. 根據(jù)上述數(shù)據(jù),可以估算出戴維特·也門的沖線速度約為43.14 km/h

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖,粗糙的斜槽固定在水平桌面上,斜槽末端與水平桌面平滑連接。小球從斜槽上A點(diǎn)滾下,經(jīng)桌面末端B點(diǎn)水平拋出,落在地面上的C點(diǎn),不計(jì)空氣阻力,重力加速度為g。下列說法正確的是

A. 若僅測出AB間的豎直高度,可求出小球經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)的速度

B. 若僅測出BC間的距離,可求出小球經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)的速度

C. 若僅測出BC間的水平距離,可求出小球做平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間

D. 若僅測出BC間的豎直高度,可求出小球做平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,某長方形場地,AB邊長x1=60 mAC邊長x2=45 m。一課外活動(dòng)小組在此開展電動(dòng)小車游戲活動(dòng)。小組中的甲同學(xué)讓小車PC點(diǎn)以v=10 m/s的速度沿CD邊勻速運(yùn)動(dòng)的同時(shí),乙同學(xué)讓小車QD點(diǎn)沿長方形的DB邊由靜止開始勻加速運(yùn)動(dòng),當(dāng)小車P到達(dá)D點(diǎn)時(shí),小車Q剛好到達(dá)B點(diǎn)。求:

(1)小車PC運(yùn)動(dòng)到D的時(shí)間t;

(2)小車QD運(yùn)動(dòng)到B過程的加速度a的大小。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如下圖所示,兩個(gè)粗糙斜面固定在水平地面上,甲圖中A滑塊靜止處于斜面上,乙圖中B滑塊以加速度a0沿斜面勻加速下滑,現(xiàn)分別對兩滑塊施加一豎直向下的壓力F作用后,關(guān)于甲、乙兩圖中滑塊的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),下列說法正確的是(

A. 甲圖中A滑塊仍會(huì)靜止處于斜面上

B. 甲圖中A滑塊將會(huì)沿斜面向下運(yùn)動(dòng)

C. 乙圖中B滑塊仍以加速度a0沿斜面加速下滑

D. 乙圖中B滑塊會(huì)沿斜面勻加速下滑,且加速度大于a0

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在磁感應(yīng)強(qiáng)度為1T的勻強(qiáng)磁場中有一匝數(shù)為10匝的矩形線圈ABCD,如圖所示,其繞OO′軸以線圈的轉(zhuǎn)速n=50/π r/s勻速轉(zhuǎn)動(dòng).AB=20cm,BC=25cm,線框總電阻為r=1Ω,定值電阻阻值為R=9Ω,從圖示位置開始計(jì)時(shí)。

(1)寫出t時(shí)刻整個(gè)線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢e的表達(dá)式.

(2)線框轉(zhuǎn)過30,R上流過的電荷量為多少?

(3)當(dāng)轉(zhuǎn)過30時(shí),電流表的示數(shù)為多少?

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