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如图4-8所示,在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中,有两根水平放置相距L且足够长的平行金属导轨AB、CD,在导轨的AC间连接一阻值为R的电阻,一根垂直于导轨放置的金属棒ab的质量为m,导轨和金属棒的电阻不计,金属棒与导轨间动摩擦因数为μ.若用恒力F沿水平向右拉棒运动,求金属棒的最大速度.

图4-8

解析:ab棒受恒力F作用向右加速运动产生感应电流,电流在磁场中受安培力F作用,如图所示,随v↑→E↑→I↑→F↑→F↓→a↓,当金属棒所受合力为零时,加速度为零,速度最大,根据平衡条件,有:

F-F-Fμ=0①

又有F=BIL②

I=

E=BLv④

Fμ=μmg⑤

由式①②③④⑤解得:vmax=.

答案:vmax=


练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

如图5-8所示,位于竖直平面上的1/4圆弧轨道AB光滑无摩擦,O点为圆心,A点距地面高度为H.质量为m的小球从A点由静止释放,通过B点时对轨道的压力为3mg,最后落在地面C处.不计空气阻力,求:

图5-8

(1)小球通过B点的速度;

(2)小球落地点C与B点的水平距离s;

(3)比值为多少时,C与B点的水平距离s最大,最大值是多少.

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科目:高中物理 来源: 题型:

一只小猫跳起来抓住悬挂在天花板上的竖直木杆,如图3-4-8所示,在这一瞬间绳断了,设木杆足够长,由于小猫继续上爬,所以小猫离地面高度不变,则木杆下降的速度为_________________,方向为________________.(设小猫质量为m,木杆质量为M)

图3-4-8

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如图4-4-8所示,在研究平抛运动时,小球A沿轨道滑下,离开轨道末端(末端水平)时撞开轻质接触式开关S,被电磁铁吸住的小球B同时自由下落.改变整个装置的高度H做同样的实验,发现位于同一高度的A、B两球总是同时落地.该实验现象说明了A球在离开轨道后(    )

A.水平方向的分运动是匀速直线运动                      

B.水平方向的分运动是匀加速直线运动

C.竖直方向的分运动是自由落体运动

D.竖直方向的分运动是匀速直线运动

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科目:高中物理 来源: 题型:

一种半导体材料称为“霍尔材料”,用它制成的元件称为“霍尔元件”,这种材料有可定向移动的电荷,称为“载流子”,每个载流子的电荷量大小为q=1.6×1019 C,霍尔元件在自动检测、控制领域得到广泛应用,如录像机中用来测量录像磁鼓的转速、电梯中用来检测电梯门是否关闭以及自动控制升降电动机的电源的通断等.

在一次实验中,一块霍尔材料制成的薄片宽ab=1.0×102 m、长bc=4.0×102 m、厚h=1.0×103 m,水平放置在竖直向上的磁感应强度B=2.0 T的匀强磁场中,bc方向通有I=3.0 A的电流,如图11-8所示,由于磁场的作用,稳定后,在沿宽度方向上产生1.0×105 V的横向电压.

(1)假定载流子是电子,adbc两端中哪端电势较高?

(2)薄板中形成电流I的载流子定向运动的速率为多大?

(3)这块霍尔材料中单位体积内的载流子个数为多少?

图11-8

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