兩根水平平行固定的光滑金屬導(dǎo)軌寬為L,足夠長,在其上放置兩根長也為L且與導(dǎo)軌垂直的金屬棒ab和cd,它們的質(zhì)量分別為2m、m,電阻阻值均為R(金屬導(dǎo)軌及導(dǎo)線的電阻均可忽略不計),整個裝置處在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場中.
(1)現(xiàn)把金屬棒ab鎖定在導(dǎo)軌的左端,如圖甲,對cd施加與導(dǎo)軌平行的水平向右的恒力F,使金屬棒cd向右沿導(dǎo)軌運(yùn)動,當(dāng)金屬棒cd的運(yùn)動狀態(tài)穩(wěn)定時,金屬棒cd的運(yùn)動速度是多大?
(2)若對金屬棒ab解除鎖定,如圖乙,使金屬棒cd獲得瞬時水平向右的初速度v0,當(dāng)它們的運(yùn)動狀態(tài)達(dá)到穩(wěn)定的過程中,流過金屬棒ab的電量是多少?整個過程中ab和cd相對運(yùn)動的位移是多大?
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(1)當(dāng)cd棒穩(wěn)定時,恒力F和安培力大小相等,方向相反,以速度v勻速度運(yùn)動,有:
  F=BIL  ①
I=
BLv
2R
 ②
聯(lián)立得:v=
2FR
B2L2
 ③
(2)ab棒在安培力作用下加速運(yùn)動,而cd在安培力作用下減速運(yùn)動,當(dāng)它們的速度相同,達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時,回路中的電流消失,ab,cd棒開始勻速運(yùn)動.
設(shè)這一過程經(jīng)歷的時間為t,最終ab、cd的速度為v′,通過ab棒的電量為Q.
則對于ab棒,由動量定理得:BILt=2mv′,
又It=Q
即:BLQ=2 mv′④
同理,對于cd棒:-BILt=mv′-mv0  即:BLQ=m(v0-v′) ⑤
由④⑤兩式得:Q=
2mv0
3BL
 ⑥
設(shè)整個過程中ab和cd的相對位移為S,由法拉第電磁感應(yīng)定律得:E=
△Φ
t
=
BLS
t
 ⑦
流過ab的電量:Q=
E
2R
t
 ⑧
由⑥⑦⑧兩式得:S=
4mv0R
3B2L2
 ⑨
答:
(1)金屬棒cd的運(yùn)動速度是
2FR
B2L2

(2)流過金屬棒ab的電量是
2mv0
3BL
.整個過程中ab和cd相對運(yùn)動的位移是
4mv0R
3B2L2
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

水平固定的兩根足夠長的平行光滑桿AB和CD,兩桿之間的距離為d,兩桿上各穿有質(zhì)量分別為m1=4kg和m2=2kg的小球,兩小球之間用一輕質(zhì)彈簧連接,彈簧的自由長度也為d.開始時,彈簧處于自然伸長狀態(tài),兩小球靜止,如圖(a)所示.現(xiàn)給小球m1一沿桿向右方向的瞬時沖量,以向右為速度的正方向,得到m1的速度--時間圖象為如圖(b)所示的周期性圖象(以小球m1獲得瞬時沖量開始計時).

(1)在圖(b)中作出小球m2的速度-時間圖象;
(2)若在光滑桿上小球m2左側(cè)較遠(yuǎn)處還穿有另一質(zhì)量為m3=2kg的小球,該小球在某一時刻開始向右勻速運(yùn)動,速率為v=4m/s,它將遇到小球m2并與m2結(jié)合在一起運(yùn)動,求:在以后的過程中,彈簧彈性勢能的最大值的范圍?

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科目:高中物理 來源: 題型:

水平固定的兩根足夠長的平行光滑桿MN、PQ,兩者之間的間距為L,兩光滑桿上分別穿有一個質(zhì)量分別為MA=0.1kg和MB=0.2kg的小球A、B,兩小球之間用一根自然長度也為L的輕質(zhì)橡皮繩相連接,開始時兩小球處于靜止?fàn)顟B(tài),輕質(zhì)橡皮繩處于自然伸長狀態(tài),如圖(a)所示.現(xiàn)給小球A一沿桿向右的水平瞬時沖量I,以向右為速度正方向,得到A球的速度-時間圖象如圖(b)所示.(以小球A獲得瞬時沖量開始計時,以后的運(yùn)動中橡皮繩的伸長均不超過其彈性限度.)
(1)求瞬時沖量I的大;
(2)在圖(b)中大致畫出B球的速度-時間圖象;
(3)若在A球的左側(cè)較遠(yuǎn)處還有另一質(zhì)量為MC=0.1kg小球C,某一時刻給C球4m/s的速度向右勻速運(yùn)動,它將遇到小球A,并與之結(jié)合在一起運(yùn)動,試定量分析在各種可能的情況下橡皮繩的最大彈性勢能.

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科目:高中物理 來源: 題型:

水平固定的兩個足夠長的平行光滑桿MN、PQ,兩者之間的間距為L,兩光滑桿上分別穿有一個質(zhì)量分別為MA=0.1kg和MB=0.2kg的小球A、B,兩小球之間用一根自然長度也為L的輕質(zhì)橡皮繩相連接,開始時兩小球處于靜止?fàn)顟B(tài),如圖1所示.現(xiàn)給小球A一沿桿向右的水平速度v0=6m/s,以向右為速度正方向,以小球A獲得速度開始計時得到A球的v-t圖象如圖2所示.(以后的運(yùn)動中橡皮繩的伸長均不超過其彈性限度.)
(1)在圖2中畫出一個周期內(nèi)B球的v-t圖象(不需要推導(dǎo)過程);
(2)若在A球的左側(cè)較遠(yuǎn)處還有另一質(zhì)量為MC=0.1kg粘性小球C,當(dāng)它遇到小球A,即能與之結(jié)合在一起.某一時刻開始C球以4m/s的速度向右勻速運(yùn)動,在A的速度為向右大小為2m/s時,C遇到小球A,則此后橡皮繩的最大彈性勢能為多少?
(3)C球仍以4m/s的速度向右勻速運(yùn)動,試定量分析在C與A相遇的各種可能情況下橡皮繩的最大彈性勢能.

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科目:高中物理 來源: 題型:

水平固定的兩根足夠長的平行光滑桿AB和CD,兩桿之間的距離為d,兩桿上各穿有質(zhì)量分別為m1=1kg和m2=2kg的小球,兩小球之間用一輕質(zhì)彈簧連接,彈簧的自由長度也為d.開始時,彈簧處于自然伸長狀態(tài),兩小球靜止,如圖(a)所示.現(xiàn)給小球m1一沿桿向右方向的瞬時初速度,以向右為速度的正方向,得到m1的v-t圖象為如圖(b)所示的周期性圖線(以小球m1獲得瞬時速度開始計時).
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(1)求出在以后的過程中m2的速度范圍;    
(2)在圖(b)中作出小球m2的v-t圖象;
(3)若在光滑桿上小球m2右側(cè)較遠(yuǎn)處還穿有另一質(zhì)量為m3=3kg的小球,該小球在某一時刻開始向左勻速運(yùn)動,速率為v=4m/s,它將遇到小球m2并與m2結(jié)合在一起運(yùn)動,求:在以后的過程中,彈簧彈性勢能的最大值的范圍?

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科目:高中物理 來源: 題型:閱讀理解

(2011?泗陽縣一模) (選做題)本題包括A、B、C三小題,請選定其中兩題,并在相應(yīng)答題區(qū)域內(nèi)作答.若三題都做,則按A、B兩題評分.
A.(選修3-3模塊)
(1)以下說法中正確的是
A.物體內(nèi)能取決于溫度、體積和物質(zhì)的量
B.布朗運(yùn)動是懸浮在液體中固體顆粒的分子無規(guī)則運(yùn)動的反映
C.浸潤和不浸潤均是分子力作用的表現(xiàn)
D.液晶對不同顏色光的吸收強(qiáng)度隨電場強(qiáng)度的變化而變化
(2)如圖所示,氣缸內(nèi)封閉一定質(zhì)量的某種理想氣體,活塞通過滑輪和一重物連接并保持平衡,已知活塞距缸口0.2m,活塞面積10cm2,大氣壓強(qiáng)1.0×105Pa,物重50N,活塞質(zhì)量及一切摩擦不計,緩慢升高環(huán)境溫度,使活塞剛好升到缸口,封閉氣體吸收了60J的熱量,同時氣體對外做功10J的功,則封閉氣體的壓強(qiáng)將
不變
不變
選填“增加”、“減小”或“不變”),氣體內(nèi)能變化量為
50
50
J.
(3)用油膜法測量分子大小的實驗中,將濃度為的一滴油酸溶液,輕輕滴入水中,穩(wěn)定后形成了一層單分子油膜,測得一滴油酸溶液的體積為V0,形成的油膜面積為S,則油酸分子的直徑約為多少?如果把油酸分子看成是球形的,該滴油酸分子數(shù)約為多少?
B.(選修3-4模塊)
(1)下列說法中正確的有
A.不管光源與觀察者是否存在相對運(yùn)動,觀察者觀察到的光速是不變的
B.水面上的油膜呈現(xiàn)彩色是光的干涉現(xiàn)象
C.在光導(dǎo)纖維束內(nèi)傳送圖象是利用光的色散現(xiàn)象
D.聲源向靜止的觀察者運(yùn)動,觀察者接收到的頻率小于聲源的頻率
(2)如圖1所示為一個向右傳播的t=0時刻的橫波波形圖,已知波從O點傳到D點用0.2s,該波的波速為
10
10
 m/s,頻率為
2.5
2.5
 Hz;t=0時,圖中“A、B、C、D、E、F、G、H、I、J”各質(zhì)點中,向y軸正方向運(yùn)動的速率最大的質(zhì)點是
D
D

(3)圖2示是一透明的圓柱體的橫截面,其半徑R=20cm,折射率為
3
,AB是一條直徑,今有一束平行光沿AB方向射向圓柱體,試求:
①光在圓柱體中的傳播速度;
②距離直線AB多遠(yuǎn)的入射光線,折射后恰經(jīng)過B點.
C.(選修模塊3-5)
(1)下列說法正確的是
A.康普頓效應(yīng)進(jìn)一步證實了光的波動特性
B.為了解釋黑體輻射規(guī)律,普朗克提出電磁輻射的能量的量子化
C.經(jīng)典物理學(xué)不能解釋原子的穩(wěn)定性和原子光譜的分立特征
D.天然放射性元素的半衰期與環(huán)境的溫度有關(guān)
(2)90234Th是不穩(wěn)定的,能自發(fā)地發(fā)生衰變.
①完成90234Th衰變反應(yīng)方程90234Th→91234Pa+.
90234Th衰變?yōu)?SUB>86222Rn,共經(jīng)過
3
3
  次α衰變,
2
2
 次β衰變.
(3)光滑水平上有A、B兩輛小車,A、B兩車上分別固定一根條形磁鐵和兩根條形磁鐵(條形磁鐵是相同的),已知A車(包括車上的磁鐵)的質(zhì)量是B車(包括車上的磁鐵)質(zhì)量的4倍,當(dāng)A車以已知速度v向靜止的B車運(yùn)動時,當(dāng)它們之間的距離縮短到某一極限值后又被彈開,然后各自以新的速度做勻速直線運(yùn)動,設(shè)作用前后它們的軌跡在同一直線上,求當(dāng)A、B之間距離最短時它們各自的速度.

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同步練習(xí)冊答案