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【題目】U形金屬導軌abcd原來靜止放在光滑絕緣的水平桌面上,范圍足夠大、方向豎直向上的勻強磁場穿過導軌平面,一根與bc等長的金屬棒PQ平行bc放在導軌上,棒左邊靠著絕緣的固定豎直立柱e、f.已知磁感應強度B=0.8 T,導軌質量M=2 kg,其中bc段長0.5 m、電阻r=0.4 Ω,其余部分電阻不計,金屬棒PQ質量m=0.6 kg、電阻R=0.2Ω、與導軌間的摩擦因數μ=0.2.若向導軌施加方向向左、大小為F=2 N的水平拉力,如圖所示.求:導軌的最大加速度、最大電流和最大速度(設導軌足夠長,g10 m/s2).

【答案】 , ,

【解析】

導軌受到棒PQ水平向右的摩擦力f=μmg
根據牛頓第二定律并整理得F-μmg-F=Ma
剛拉動導軌時,I=0,安培力為零,導軌有最大加速度
am==(2-0.2×0.6×10)=0.40m/s2
隨著導軌速度增大,感應電流增大,加速度減小,當a=0時,速度最大
設為vm,電流最大設為Im,導軌受到向右的安培力FB=BIL
F-μmg-BImL=0
Im=
代入數字算得Im=A=2A
I=
Im=
vm=Im=3m/s

練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示的電路中,L為自感線圈,其直流電阻與電阻R相等,C為電容器,電源內阻不可忽略.當開關S由閉合變?yōu)閿嚅_瞬間,下列說法中正確的是(  )

A. 通過燈A的電流由cd

B. A燈突然閃亮一下再熄滅

C. B燈無電流通過,不可能變亮

D. 電容器立即放電

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】用如圖所示的實驗裝置研究小車速度隨時間變化的規(guī)律

主要實驗步驟如下:

a.安裝好實驗器材。接通電源后,讓拖著紙帶的小車沿長木板運動,重復幾次

b.選出一條點跡清晰的紙帶,找一個合適的點當作計時起點O(t=0),然后每隔四個點選取一個計數點,如圖中A、B、C、D、E、F所示;

通過測量、計算可以得到在打A、B、C、D、E五點時小車的速度,以速度v為縱軸、時間t為橫軸建立直角坐標系,在坐標紙上描點,作出速度一時間圖象如圖所示。

結合上述實驗步驟,請你完成下列任務:

(1)在下列儀器和器材中,本實驗中使用的有_______________________(填選項前的字母)。

A.電壓合適的50Hz交流電源

B.電壓可調的直流電源

C.刻度尺

D.秒表

E.天平(含砝碼)

(2)根據速度一時間圖象可知,計數點O對應的小車速度為_____,小車運動的加速度為______

(3)紙帶中只標出了O、A兩計數點的距離為1.80cm,計算可得A、B兩計數點的距離為_______

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】探究小車速度隨時間變化的規(guī)律的實驗中,小車拖著穿過打點計時器的紙帶做直線運動,用打點計時器記錄紙帶運動的時間.計時器所用電源的頻率為50Hz,圖5為一次實驗得到的一條紙帶,紙帶上每相鄰的兩計數點間都有四個點未畫出,按時間順序取0、1、2、3、4、5、6七個計數點,用米尺量出1、2、3、4、5、6點到0點的距離如圖所示(單位:cm).請回答以下問題:

(1)下列操作正確的有_______.(填選項代號)

A.在釋放小車前,小車要靠近打點計時器

B.打點計時器應放在長木板的有滑輪一端

C.應先接通電源,后釋放小車

D.電火花計時器應使用4~6V低壓交流電源

(2)由紙帶數據計算可得計數點4所代表時刻的瞬時速度大小v4=_______m/s,小車的加速度大小a=_______m/s2.(結果保留3位有效數字)

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【題目】如圖甲所示,兩根光滑固定導軌相距0.4m豎直放置,導軌電阻不計,在導軌末端PQ兩點用兩根等長的細導線懸掛金屬棒cd.棒cd的質量為0.01kg,長為0.2 m,處于磁感應強度為B0=0.5T的勻強磁場中,磁場方向垂直于導軌平面向里.相距0.2 m的水平虛線MNJK之間的區(qū)域內存在著垂直于導軌平面向里的勻強磁場,且磁感應強度B隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示.在t=0時刻,質量為0.02kg、阻值為0.3Ω的金屬棒ab從虛線MN上方0.2m高度處,由靜止開放釋放,下落過程中保持水平,且與導軌接觸良好,結果棒abt1時刻從上邊界MN進入磁場,并在磁場中做勻速運動,在t2時刻從下邊界JK離開磁場,g取10 m/s2.求:

(1)在0~t1時間內,電路中感應電動勢的大;

(2)在t1t2時間內,棒cd受到細導線的總拉力為多大;

(3)棒cd在0~t2時間內產生的焦耳熱.

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【題目】某人向放在水平地面的正前方小桶中水平拋球,結果球劃著一條弧線飛到小桶的前方(如圖所示).不計空氣阻力,為了能把小球拋進小桶中,則下次再水平拋時,他可能作出的調整為(  )

A. 增大初速度,提高拋出點高度 B. 增大初速度,拋出點高度不變

C. 初速度大小不變,降低拋出點高度 D. 初速度大小不變,提高拋出點高度

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【題目】如圖所示,A、B、C三個物體放在旋轉圓臺上,它們由相同材料制成,A的質量為 2m,B、C的質量各為m,如果OA=OB=R,OC=2R,當圓臺旋轉時,(設A,B,C都沒有滑動).下述結論中正確的是( 。

A. C物體的向心加速度最大

B. B物體受到的靜摩擦力最小

C. 當圓臺旋轉速度增加時,BC先開始滑動

D. 當圓臺旋轉速度增加時,AB先開始滑動

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【題目】如圖所示,光滑絕緣的水平桌面上,固定著一個帶電荷量為+Q的小球P。帶電荷量分別為-q+2q的小球MN。由絕緣細桿相連,靜止在桌面上。PM相距L,[學科 網PMN視為點電荷。下列說法正確的是

A. MN的距離大于L

B. PMN在同一直線上

C. P產生的電場中,M、N處的電勢相同

D. M、N及細桿組成的系統(tǒng)所受合外力為零

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【題目】如圖所示,在y軸上關于O點對稱的A、B兩點有等量同種點電荷+Q,在x軸上C點有點電荷-Q,且CO=OD,∠ADO=60°,則下列判斷正確的是(  )

A. O點電場強度為零

B. D點電場強度為零

C. 若點電荷+qO點向C點運動,動能減少

D. 若點電荷-qO點向C點運動,動能減少

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