【題目】如圖所示,兩根平行光滑的金屬導(dǎo)軌MN、PQ放在水平面上,左端向上彎曲,導(dǎo)軌間距為L(zhǎng),電阻不計(jì)。水平段導(dǎo)軌所處空間存在方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。導(dǎo)體棒a和b的質(zhì)量均為m,電阻值分別為Ra=R,,Rb=2R.。b棒放置在水平導(dǎo)軌上且距彎曲軌道底部Lo處,a棒在彎曲軌道上距水平面h高度處由靜止釋放。運(yùn)動(dòng)過(guò)程中導(dǎo)軌棒和導(dǎo)軌接觸良好且始終和導(dǎo)軌垂直,重力加速度為g。求:

(1)a棒剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)受到的安培力?

(2)從a棒開(kāi)始下落到最終穩(wěn)定的過(guò)程中,a棒上產(chǎn)生的內(nèi)能?

(3)當(dāng)a、b棒運(yùn)動(dòng)最終穩(wěn)定時(shí),a、b棒間距?

【答案】(1) (2) (3)

【解析】1)設(shè)a棒剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度為V,從開(kāi)始下落到剛進(jìn)入磁場(chǎng):

mgh =mv2

a棒切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=BLv

根據(jù)閉合電路歐姆定律

a 棒受到的安培力F=BIL

2a 、 b 棒均受安培力作用,大小相等,方向相反,所以a棒和b棒組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒。設(shè)兩棒最終穩(wěn)定速度為v1,

mv=2mv1

a棒產(chǎn)生內(nèi)能為Ea b棒產(chǎn)生內(nèi)能為Eb

根據(jù)能量守恒: mv2=2mv12+Ea+Eb

Eb=2Ea-

Ea=mgh

3a棒受安培力作用,從開(kāi)始進(jìn)入磁場(chǎng)至最終穩(wěn)定速度,由動(dòng)量定理:

-B I 平均 L t=mv1-mv

I平均t =q

q 為通過(guò)a棒的總電量

分析a、b棒運(yùn)動(dòng)得:E平均=BLVa平均 –BLVb平均

Xa平均=V平均 t

Xb平均=V平均 t

則:

最終a、b棒間距為Xab=Lo-( Xa –Xb)

Xab =

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】對(duì)公式U ab =Ed的理解,下列說(shuō)法正確的是(  )

A. 此公式適用于計(jì)算任何電場(chǎng)中a、b兩點(diǎn)之間的電勢(shì)差

B. a點(diǎn)與b點(diǎn)的距離越大,則這兩點(diǎn)間的電勢(shì)差越大

C. 公式中的d是指a點(diǎn)與b點(diǎn)之間的距離

D. 公式中的da、b兩個(gè)等勢(shì)面的垂直距離

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】用電壓為U的正弦交流電源通過(guò)甲、乙兩種電路給額定電壓為U0的同一小電珠供電.圖甲中R為滑動(dòng)變阻器,圖乙中理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)分別為n1、n2,若電珠均能正常工作,則 ( )

A. 變壓器可能是升壓變壓器

B. 甲乙電路消耗電功率之比為n1:n2

C. 電阻R與小電珠的功率之比為n1:n2

D. 若將甲、乙電路與輸出電壓為U的直流電源接通,電珠仍能正常工作

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,封閉有一定質(zhì)量理想氣體的長(zhǎng)氣缸固定在水平桌面上,開(kāi)口向右,活塞的橫截面積為S。活塞與質(zhì)量為m的物塊用跨過(guò)定滑輪上的輕繩連接,滑輪兩側(cè)的輕繩分別處于水平和豎直狀態(tài),勁度系數(shù)為k的豎直輕彈簧下端固定,上端與物塊連接。開(kāi)始時(shí),活塞與氣缸底部的間距為L(zhǎng),絕對(duì)溫度為,彈簧處于拉伸狀態(tài)且彈力大小。已知大氣壓,g為重力加速度大。2挥(jì)一切摩擦,彈簧始終處于彈性限度內(nèi)。求:

(i)若對(duì)被封閉氣體緩慢加熱直至彈簧彈力大小為零,求此時(shí)被封閉氣體的絕對(duì)溫度;

(ii)當(dāng)被封閉氣體的絕對(duì)溫度為時(shí),立即撤去彈簧且不再對(duì)被封閉氣體加熱,經(jīng)過(guò)一段較長(zhǎng)時(shí)間后,被封閉氣體的絕對(duì)溫度又降回到,求此時(shí)活塞與氣缸底部的間距。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】(多選)如圖所示,平行板電容器與電動(dòng)勢(shì)為E的直流電源(內(nèi)阻不計(jì))連接,下極板接地靜電計(jì)所帶電荷量很少,可被忽略.一帶負(fù)電油滴被固定于電容器中的P點(diǎn).現(xiàn)將平行板電容器的下極板豎直向下移動(dòng)一小段距離(   )

A. 平行板電容器的電容將變小

B. 靜電計(jì)指針張角變小

C. 帶電油滴的電勢(shì)能將減少

D. 若先將上極板與電源正極的導(dǎo)線斷開(kāi),再將下極板向下移動(dòng)一小段距離,則帶電油滴所受電場(chǎng)力不變

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】一個(gè)質(zhì)量為0.3 kg的彈性小球,在光滑水平面上以6 m/s的速度垂直撞到墻上,碰撞后小球沿相反方向運(yùn)動(dòng),反彈后的速度大小與碰撞前相同.則碰撞前后小球動(dòng)量變化量的大小Δp和碰撞過(guò)程中墻對(duì)小球做功的大小W (   )

A. Δp=0 B. Δp=3.6 kg·m/s C. W=0 D. W=10.8 J

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,半徑R0.9 m的四分之一圓弧形光滑軌道豎直放置,圓弧最低點(diǎn)B與長(zhǎng)為L1 m的水平面相切于B點(diǎn),BC離地面高h0.8 m,質(zhì)量m2.0 kg的小滑塊從圓弧頂點(diǎn)D由靜止釋放,已知滑塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ0.1,(不計(jì)空氣阻力,取g10 m/s2)求:

(1)小滑塊剛到達(dá)圓弧軌道的B點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力大小與方向;

(2)小滑塊落地點(diǎn)距C點(diǎn)的水平距離.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】下列關(guān)于點(diǎn)電荷的說(shuō)法,正確的是

A.點(diǎn)電荷一定是電量很小的電荷

B.點(diǎn)電荷是一種理想化模型,實(shí)際不存在

C.只有體積很小的帶電體,才能作為點(diǎn)電荷

D.體積很大的帶電體一定不能看成點(diǎn)電荷

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】一列簡(jiǎn)諧橫波向右傳播,在其傳播路徑上每隔L=01 m選取一個(gè)質(zhì)點(diǎn),如圖甲所示,t=0時(shí)刻波恰傳到質(zhì)點(diǎn)1,并立即開(kāi)始向上振動(dòng),經(jīng)過(guò)時(shí)間Δt=03 s,所選取的1~9號(hào)質(zhì)點(diǎn)間第一次出現(xiàn)如圖乙所示的波形,則下列判斷正確的是 。 填正確答案標(biāo)號(hào)。選對(duì)1個(gè)得2分,選對(duì)2個(gè)得4分,選對(duì)3個(gè)得5分。每選錯(cuò)1個(gè)扣3分,最低得分為0分

At=03 s時(shí)刻,質(zhì)點(diǎn)1向上運(yùn)動(dòng)

Bt=03 s時(shí)刻,質(zhì)點(diǎn)8向下運(yùn)動(dòng)

Ct=0至t=03 s內(nèi),質(zhì)點(diǎn)5運(yùn)動(dòng)的時(shí)間只有02 s

D該波的周期為02 s,波速為4 m/s

E該波的周期為03 s,波速為267 m/s

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案