【題目】如圖所示,在同一水平面上放置平行長直導(dǎo)軌,導(dǎo)軌I部分相距L=0.4 m,導(dǎo)軌II部分相距L/2,其上平行靜止地分別放置可在導(dǎo)軌上無摩擦滑動的金屬棒ab和cd,兩棒質(zhì)量均為m=0.1 kg,電阻均為R=1 ,棒與導(dǎo)軌接觸良好,導(dǎo)軌電阻不計,導(dǎo)軌處于磁場方向豎直向下,大小為B=1 T的勻強磁場中,現(xiàn)使金屬棒ab以v0=10 m / s的初速向右開始運動,問:

(1)cd棒的最大加速度多大?

(2)若ab棒在導(dǎo)軌I部分時,cd棒已趨于穩(wěn)定速度,求此時cd棒的穩(wěn)定速度多大?

(3)在cd棒趨于穩(wěn)定速度后,ab棒進入導(dǎo)軌II部分運動,則ab棒在滑行過程中還能產(chǎn)生的熱量是多少?

(4)在cd棒趨于穩(wěn)定速度后,ab棒恰進入導(dǎo)軌II部分時,令cd棒突然停止運動,ab棒繼續(xù)運動直至停止的過程中,通過其橫截面的電量為1 c,那么,ab棒在導(dǎo)軌上滑行的最大距離是多少?(假設(shè)兩棒一直沒有相碰)

【答案】1)4m/s2

2)4m/s

3)0.033J

4)7.5m

【解析】試題分析ab棒剛起動時cd棒有最大加速牛頓第二定律求出加速度;當(dāng)桿穩(wěn)定時磁通量變化量為零,應(yīng)用動量定理求出速度;運動過程中兩棒總動量守恒應(yīng)用能量守恒可得產(chǎn)生的熱量,根據(jù)電量的表達式: 求出位移。

1ab棒剛起動時cd棒有最大加速,此時感應(yīng)電動勢為:

感應(yīng)電流為:

聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)解得

cd所受安培力產(chǎn)生加速度:

最大加速度為:

(2)當(dāng)cd棒趨于穩(wěn)定速度時,此時有2vabvcd,由I相同得Fab2Fcd,

根據(jù)動量定理得:Fabtmv0m vab Fcdtmvcd0

聯(lián)立以上可得: ,

(3)運動過程中兩棒總動量守恒:mvabmvcd2mv, 代入數(shù)據(jù)解得v3m/ s

回路總熱量為:

ab棒的熱量為:

(4)ab棒在運動過程中產(chǎn)生的電動勢為:

通過的電荷量為:

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】關(guān)于能量和能源,下列表正確的是(  )

A. 能量可以從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式

B. 能量不能從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體

C. 自然界的能量是守恒的,所以人類可以利用的能源永不枯竭

D. 能源在利用過程中存在能量耗散現(xiàn)象,這表明自然界的能量不守恒

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某同學(xué)在用如圖甲所示的裝置做“探究加速度與物體受力的關(guān)系”實驗時:

(1)該同學(xué)在實驗室找到了一個小正方體木塊,用實驗桌上的一把二十分度的游標(biāo)卡尺測出正方體木塊的邊長,如圖乙所示,則小正方體木塊的邊長為____________cm;

(2)接著用這個小正方體木塊把小車軌道的一端墊高,通過速度傳感器發(fā)現(xiàn)小車剛好做勻速直線運動。這個步驟的目的是___________________;

(3)然后用細(xì)線通過定滑輪掛上重物讓小車勻加速下滑,不斷改變重物的質(zhì)量m,測出對應(yīng)的加速度a,則下列圖象中能正確反映小車加速度a與所掛重物質(zhì)量m的關(guān)系的是____________。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,有一個位于光滑水平面的有界磁場,磁場寬度大于線圈邊長。磁場的兩側(cè)邊界MM’與NN’平行。一正方形線圈abcd進入磁場前的速度為v1,當(dāng)其完全進入磁場內(nèi)時速度為v2,設(shè)線圈完全離開磁場后的速度為v3(運動過程中線圈ab邊始終與磁場的兩側(cè)邊界平行),則有

A. v3=v1-v2

B. v3=2 v2-v1

C. v3=(v1-v2)/2

D. 缺乏必要條件,無法確定

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】以下關(guān)于功和能的說法正確的是(

A. 功是矢量,能是標(biāo)量

B. 功和能都是標(biāo)量

C. 功是能量轉(zhuǎn)化的量度

D. 因為功和能的單位都是焦耳,所以功就是能

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,皮帶運輸機將物體勻速地送往高處,下列結(jié)論正確的是( )

A. 物體受到與運動方向相同的摩擦力作用

B. 傳送的速度越大,物體受到的摩擦力越大

C. 若物體和傳送帶都靜止,物體受到的摩擦力將消失

D. 若勻速向下傳送貨物,物體所受的摩擦力沿皮帶向下

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】下圖所示,勻強電場中的△PAB平面平行于電場方向C點為AB的中點,D點為PB的中點.將一個帶電粒子從P點移動到A點,電場力做功WPA=1.6×10-8J;將該粒子從P點移動到B點,電場力做功W PB=3.2×10-8J。則下列說法正確的是

A.直線PC為等勢線

B.直線AD為等勢線

C.若將該粒子從B點移動到A點,電場力做功WBA=1.6×10-8J

D.若將該粒子從P點移動到C點,電場力做功為WPC=2.4×10-8J

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,甲、乙兩物體在同一條直線上運動,折線是物體甲運動的圖象,直線是物體乙運動的圖象,則下列說法正確的是

①.甲、乙兩物體是相向運動的

②.在2s~6s秒時間內(nèi)甲做勻速直線運動

③.乙做勻減速直線運動

④.0~8s內(nèi)甲的平均速度比乙大

A. ①④ B. ③④ C. ②③ D. ②④

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在做練習(xí)使用打點計時器的實驗時,如下圖所示是某次實驗的紙帶,舍去前面比較密集的點,從0點開始,每5個連續(xù)點取1個計數(shù)點,標(biāo)以1、2、3…那么相鄰兩個計數(shù)點之間的時間間隔為0.1s,各計數(shù)點與0計數(shù)點之間的距離依次為x1=3cm、x2=7.5cm、x3=13.5cm,則物體通過1計數(shù)點的速度v1=___m/s,通過2計數(shù)點的速度v2=_____m/s,運動的加速度為_____m/s2.(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)

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同步練習(xí)冊答案