【題目】光滑平行的金屬導(dǎo)軌MN和PQ，間距L=1.0m，與水平面之間的夾角α=30°，勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2.0T，垂直與導(dǎo)軌平面向上，MP間接有阻值R=2.0Ω的電阻，其它電阻不計，質(zhì)量m=2.0kg的金屬桿ab垂直導(dǎo)軌放置，如圖（a）所示．用恒力F沿導(dǎo)軌平面向上拉金屬桿ab，由靜止開始運(yùn)動，v-t圖象如圖（b）所示．g=10m/s2，導(dǎo)軌足夠長．求：

（1）恒力F的大小；

（2）金屬桿速度為2.0m/s時的加速度大小；

（3）根據(jù)v-t圖象估算在前0.8s內(nèi)電阻上產(chǎn)生的熱量（已知在前0.8s內(nèi)桿的位移為1.12m）．

【答案】（1）18N（2）2.0m/s2（3）4.12J

【解析】試題分析：由乙圖看出，桿的最大速度為4m/s時，桿做勻速直線運(yùn)動，根據(jù)平衡條件可求出F；金屬桿速度為2.0m/s時，求出安培力大小，由牛頓第二定律求解加速度大�。桓鶕�(jù)速度圖象的“面積”大小等于位移，估算出前0.8s內(nèi)桿的位移，估算時大于等于半格算一個，小于半格舍去．根據(jù)能的轉(zhuǎn)化與守恒定律求解電阻R上產(chǎn)生的熱量。

（1）對金屬桿受力分析如圖所示：

v-t圖像可知導(dǎo)軌最后勻速運(yùn)動且vmax=4m/s

沿斜面方向： ，

安培力為：

電流為：

聯(lián)立并帶入數(shù)據(jù)解得：

（2）對金屬桿由牛頓第二定律可得：

代入數(shù)據(jù)解得：

（3）設(shè)在前0.5s內(nèi)電阻上產(chǎn)生的熱量為Q，

則由功能關(guān)系可得：

由v-t圖像可知0.8s時速度為：v=2.2m/s，

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】如圖所示，回旋加速器是加速帶電粒子的裝置，其核心部分是分別與高頻交流電極相連接的兩個D形金屬盒。兩盒間的狹縫中形成的周期性變化的電場，使粒子在通過狹縫時都能得到加速。兩D形金屬盒處于垂直于盒底的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。若D形盒的半徑為R，狹縫的距離為d,高頻交流電的電壓為U。質(zhì)量為m，帶電量為q的粒子在靠近狹縫的地方由靜止開始加速。不計粒子的重力。下列說法正確的是

A. 粒子離開回旋加速器的動能為

B. 高頻交流電的頻率為

C. 粒子在D形盒中運(yùn)動的時間為

D. 粒子在狹縫中運(yùn)動的時間為

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】下列游標(biāo)卡尺和螺旋測微器的示數(shù)

（1）游標(biāo)卡尺的示數(shù)為______________cm，螺旋測微器的示數(shù)______________cm

（2）用多用電表測電阻時，某次測量中，實驗操作正確，選擇開關(guān)的位置如圖（左圖）所示，表頭刻度和指針位置如圖（右圖）所示，則被測電阻的阻值為______________Ω；若繼續(xù)用該表測量另一阻值約為20Ω的電阻，則應(yīng)將選擇開關(guān)旋至倍率為______________檔，并在測量前先進(jìn)行______________操作：紅黑表筆短接，調(diào)整圖（左圖）中___________（填“A”、“B”或“C”）旋鈕，使指針指在最______________（填“左”或“右”）邊零刻度處。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲所示的電路中，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為4：1，電壓表和電流表均為理想電表，R1是用氧化錳等金屬氧化物燒結(jié)而成的熱敏電阻，R0為定值電阻．原線圈接如圖乙所示的正弦交流電，下列說法正確的是 ( )

A. 交流電壓u的表達(dá)式u=36sin100πt(V)

B. 變壓器原、副線圈中的電流之比為1：4

C. 變壓器輸入、輸出功率之比為1：4

D. 當(dāng)R1溫度升高時，電壓表和電流表的讀數(shù)均變大

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】小明站在水平地面上，手握不可伸長的輕繩一端，繩的另一端系有質(zhì)量為m的小球，甩動手腕，使球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動。當(dāng)球其次運(yùn)動到最低點(diǎn)時，繩突然斷掉，球飛行水平距離d后落地，如圖所示，已知握繩的手離地面高度為d，手與球之間的繩長為，重力加速度為g，忽略手的運(yùn)動半徑和空氣阻力。

（1）求繩斷時球的速度大小和球落地時的速度大小；

（2）問繩能承受的最大拉力多大？

（3）改變繩長，使球重復(fù)上述運(yùn)動，若繩仍在球運(yùn)動到最低點(diǎn)時斷掉，要使球拋出的水平距離最大，繩長應(yīng)為多少？最大水平距離為多少？

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】場是物理學(xué)中的重要概念、有電場、磁場、重力場等等．現(xiàn)真空中存在空間范圍足夠大的、水平向右的勻強(qiáng)電場．在電場中，若將一個質(zhì)量為、帶正電的小球由靜止釋放，運(yùn)動中小球的速度與豎直方向夾角為．現(xiàn)將該小球從電場中某點(diǎn)以初速度豎直向上拋出．已知重力加速度為，（取， ）．求運(yùn)動過程中

（1）小球從拋出點(diǎn)至最高點(diǎn)電場力做的功．

（2）小球的最小速度的大小及方向．

（3）如果將小球受到的重力和電場力的合力等效為一個新的場力，仿照電場強(qiáng)度的定義，把新的場力與小球的質(zhì)量的比值定義為新場場強(qiáng)．求該新場場強(qiáng)的大小和方向．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】一輕質(zhì)彈簧，上端懸掛于天花板，下端系一質(zhì)量為的平板，處在平衡狀態(tài)．一質(zhì)量為的均勻環(huán)套在彈簧外，與平板的距離為，如圖所示．讓環(huán)自由下落，撞擊平板．己知碰后環(huán)與板以相同的速度向下運(yùn)動，使彈簧伸長．下列說法正確的是（ ）

A. 若碰撞時間極短，則碰撞過程中環(huán)與板的總動量守恒

B. 若碰撞時間極短，則碰撞過程中環(huán)與板的總機(jī)械能守恒

C. 環(huán)撞擊板后，板的新的平衡位置與的大小無關(guān)

D. 在碰后板和環(huán)一起下落的過程中，它們減少的動能等于克服彈簧力所做的功

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，某帶電粒子由靜止開始經(jīng)電壓為 U 的電場加速后，射入水平放置、電勢差為 U′的兩導(dǎo)體板間的勻強(qiáng)電場中，帶電粒子沿平行于兩板的方向從兩板正中間射入，穿過兩板后又垂直于磁感線方向射入邊界線豎直的勻強(qiáng)磁場中，則粒子進(jìn)入磁場和射出磁場的 M， N 兩點(diǎn)間的距離 d 隨著 U 和 U′的變化情況為（不計重力，不考慮邊緣效應(yīng)）

A. d 隨 U 變化， d 隨 U′變化

B. d 隨 U 變化， d 與 U′無關(guān)

C. d 與 U 無關(guān)， d 與 U′無關(guān)

D. d 與 U 無關(guān)， d 隨 U′變化

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】一宇航員在地球表面上做如圖所示的實驗，將一質(zhì)量為m的小球，先后兩次以不同的初速度沿著水平面射入半徑為R、內(nèi)徑很小的豎直放置的光滑半圓管道，通過力傳感器測得兩次小球通過最高點(diǎn)時，分別對上、下管壁的壓力均為為0.5mg，并測得從管口飛出落到水平面上所用時間為t，該宇航員又在某一星球表面用同樣的裝置完成同樣實驗，測得小球從管口飛出落到水平面上的時間為5t，根據(jù)實驗記錄，求：

（1）在地球上實驗時，小球從最高點(diǎn)飛出后兩次落點(diǎn)間的距離是R的多少倍；

（2）求該星球表面附近的重力加速度g/；

（3）已知該星球的半徑與地球半徑之比為R星:R地＝1:4，求該星球的質(zhì)量與地球質(zhì)量之比M星:M地。

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案