【題目】如圖所示，質(zhì)量m1=0.1kg，電阻Rl=0.3Ω，長度l=0.4m的導(dǎo)體棒ab橫放在U型金屬框架上．框架質(zhì)量m2=0.2kg，放在絕緣水平面上，與水平面間的動摩擦因數(shù)=0.2，相距0.4m的MM’、NN’相互平行，電阻不計(jì)且足夠長．MN電阻R2=0.1Ω且垂直于MM’．整個裝置處于豎直向上的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T的勻強(qiáng)磁場中．垂直于ab施加F=2N的水平恒力，ab從靜止開始無摩擦地運(yùn)動，始終與MM’、NN’保持良好接觸．當(dāng)ab運(yùn)動到某處時，框架開始運(yùn)動．設(shè)框架與水平面間的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，g取10m/s2．求：

(1)框架開始運(yùn)動時導(dǎo)體棒ab的加速度a 的大��；

(2)框架開始運(yùn)動時導(dǎo)體棒ab的速度v 的大小；

(3)從導(dǎo)體棒ab開始運(yùn)動到框架開始運(yùn)動的過程中，MN上產(chǎn)生的熱量Q=0.1J，該過程通過導(dǎo)體棒ab的電量的大小．

【答案】（1）（2）6m/s（3）0.55C

【解析】試題分析：（1）采用隔離法，分別研究ab棒和框架，由牛頓第二定律和平衡條件列式，聯(lián)立可解答此題．（2）ab向右做切割磁感線運(yùn)動，產(chǎn)生感應(yīng)電流，電流流過MN，MN受到向右的安培力，當(dāng)安培力等于最大靜摩擦力時，框架開始運(yùn)動．根據(jù)安培力、歐姆定律和平衡條件等知識，求出此時ab的速度．（3）依據(jù)能量守恒求出該過程ab位移x的大小，再由電量公式、法拉第電磁感應(yīng)定律和歐姆定律結(jié)合求解電荷量．

（1）ab對框架的壓力

框架受水平面的支持力

由題意可知，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，則框架受到最大靜摩擦力F為：

框架開始運(yùn)動時有：，

導(dǎo)體棒的加速度大�。�

代入數(shù)據(jù)解得：

（2）ab中的感應(yīng)電動勢：

MN中電流

MN受到的安培力為

框架開始運(yùn)動時，代入數(shù)據(jù)解得，

（3）閉合回路中產(chǎn)生的總熱：，

由能量守恒定律得

代入數(shù)據(jù)解得，

通過導(dǎo)體棒的電量，代入數(shù)據(jù)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】在水平向右的勻強(qiáng)電場中，有一絕緣直桿固定在豎直平面內(nèi)，桿與水平方向夾角為53°，桿上A、B兩點(diǎn)間距為L。將一質(zhì)量為m、帶電量為q的帶正電小球套在桿上，從A點(diǎn)以一定的初速度釋放后恰好沿桿勻速下滑。已知勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小為E= 。求：

（1）軌道與小球間的動摩擦因數(shù)μ；

（2）從A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn)過程中，小球電勢能的變化量。

（sin53°=0.8，重力加速度為g）

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】小王同學(xué)用如圖（1）所示電路測干電池的電動勢和內(nèi)電阻。多次改變電路中的外電阻R，得到如圖（2）所示U-I圖線。

（1）由圖（2）可得干電池的電動勢為_________V，干電池的內(nèi)電阻為_________Ω；

（2）現(xiàn)有一小燈泡，其U-I特性曲線如圖（3）所示，當(dāng)通過小燈泡的電流為0.2A時，小燈泡的電阻為______Ω；若將此小燈泡接在上述干電池兩端，小燈泡的實(shí)際功率是_______W。

（3）做完以上實(shí)驗(yàn)后，小王同學(xué)圖（4）電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，通過電流傳感器測量不同阻值下的電流，畫出R1/I圖線也可以求得電源的電動勢和內(nèi)電阻。請寫出小王同學(xué)所作圖象的函數(shù)關(guān)系式__________________。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲所示，物塊A、B間拴接一個壓縮后被鎖定的彈簧，整個系統(tǒng)靜止放在光滑水平地面上，其中A物塊最初與左側(cè)固定的擋板相接觸，B物塊質(zhì)量為2kg�，F(xiàn)解除對彈簧的鎖定，在A離開擋板后，B物塊的v－t圖如圖乙所示，則可知

A. A的質(zhì)量為4kg

B. 運(yùn)動過程中A的最大速度為vm=4m/s

C. 在A離開擋板前，系統(tǒng)動量守恒、機(jī)械能守恒

D. 在A離開擋板后彈簧的最大彈性勢能為3J

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】一個含有理想變壓器的電路如圖所示，其中R1、R3、R4為定值電阻，R2為滑動變阻器，電表為理想電表，u為正弦交流電源，輸出電壓有效值恒定，當(dāng)滑片P從左向右滑動的過程中，下列說法正確的是

A. 電壓表示數(shù)變大

B. 電容器C所帶電荷量始終不變

C. 電流表示數(shù)減小

D. 理想變壓器輸出功率增大

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，一足夠大的傾角θ＝30°的粗糙斜面上有一個粗細(xì)均勻的由同種材料制成的金屬線框abcd，線框的質(zhì)量m=0.6kg，其電阻值R＝1.0Ω，ab邊長L1=1m，bc邊長L2＝2m，與斜面之間的動摩擦因數(shù)。斜面以EF為界，EF上側(cè)有垂直于斜面向上的勻強(qiáng)磁場。一質(zhì)量為M的物體用絕緣細(xì)線跨過光滑定滑輪與線框相連，連接線框的細(xì)線與斜面平行且線最初處于松弛狀態(tài)�，F(xiàn)先釋放線框再釋放物體，當(dāng)cd邊離開磁場時線框即以v=2m/s的速度勻速下滑，在ab邊運(yùn)動到EF位置時，細(xì)線恰好被拉直繃緊（時間極短），隨即物體和線框一起勻速運(yùn)動t=1s后開始做勻加速運(yùn)動。取g＝10m/s2，求：

（1）勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B；

（2）細(xì)繩繃緊前，M下降的高度H；

（3）系統(tǒng)在線框cd邊離開磁場至重新進(jìn)入磁場過程中損失的機(jī)械能。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】磅秤上站著一個重為500N的人，并放著一個重40N的重物，則磅秤的讀數(shù)為________N。當(dāng)人用20N的力豎直向上提重物時，則磅秤的讀數(shù)為___________N。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示的xoy坐標(biāo)系中，y軸右側(cè)空間存在范圍足夠大的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直于xoy平面向里.P點(diǎn)的坐標(biāo)為（-6L，0），Q1、Q2兩點(diǎn)的坐標(biāo)分別為(0，3L)，（0，-3L）．坐標(biāo)為（-L，0）處的C點(diǎn)固定一平行于y軸放置一足夠長的絕緣彈性擋板，帶電粒子與彈性絕緣擋板碰撞前后，沿y方向分速度不變，沿x方向分速度反向，大小不變．帶負(fù)電的粒子質(zhì)量為m，電量為q，不計(jì)粒子所受重力．若粒子在P點(diǎn)沿PQ1方向進(jìn)入磁場，經(jīng)磁場運(yùn)動后，求：

(1)只與擋板碰撞一次并能回到P點(diǎn)的粒子初速度大��；

(2)粒子能否經(jīng)過坐標(biāo)原點(diǎn)0之后再回到P點(diǎn)；

(3)只與擋板碰撞三次并能回到P點(diǎn)的粒子初速度大小以及這種情況下?lián)醢宓拈L度至少為多少.

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，有一對平行金屬板，板間加有恒定電壓；兩板間有勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0，方向垂直于紙面向里。金屬板右下方以MN、PQ為上、下邊界，MP為左邊界的區(qū)域內(nèi)，存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場，磁場寬度為d，MN與下極板等高，MP與金屬板右端在同一豎直線上。一電荷量為q、質(zhì)量為m的正離子，以初速度v0沿平行于金屬板面、垂直于板間磁場的方向從A點(diǎn)射入金屬板間，不計(jì)離子的重力。

(1)已知離子恰好做勻速直線運(yùn)動，求金屬板間電場強(qiáng)度的大�。�

(2)若撤去板間磁場B0，已知離子恰好從下極板的右側(cè)邊緣射出電場，方向與水平方向成30°角，求A點(diǎn)離下極板的高度；

(3)在(2)的情形中，為了使離子進(jìn)入磁場運(yùn)動后從邊界MP的P點(diǎn)射出，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B應(yīng)為多大？

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案