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如图所示,在与水平方向成θ=30°角的平面内放置两条平行、光滑且足够长的金属轨道,其电阻可忽略不计。空间存在着匀强磁场,磁感应强度B=0.20T,方向垂直轨道平面向上。导体棒abcd垂直于轨道放置,且与金属轨道接触良好构成闭合回路,每根导体棒的质量m=2.0×10-2kg、电阻r=5. 0×10-2Ω,金属轨道宽度l=0.50m。现对导体棒ab施加平行于轨道向上的拉力,使之沿轨道匀速向上运动。在导体棒ab运动过程中,导体棒cd始终能静止在轨道上。g取10m/s2, 求:
(1)导体棒cd受到的安培力大小;
(2)导体棒ab运动的速度大小;
(3)拉力对导体棒ab做功的功率。

解: (1)导体棒cd静止时受力平衡,设所受安培力为F,则F=mgsinθ 解得 F=0.10N (2)设导体棒ab的速度为v时,产生的感应电动势为E,通过导体棒cd的感应电流为I,则 E=Blv I= F=BIl 联立上述三式解得v= 代入 数据得 v=1.0m/s (3)设对导体棒ab的拉力为F,导体棒ab受力平衡,则 F=F+mgsinθ 解得 F=0.20N 拉力的功率P=Fv 解得 P = 0.20W
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,在水平地面上放置一块质量为M的长平板B,在平板的上方某一高度处有一质量为m的物块P由静止开始落下.在平板上方附近存在“相互作用”的区域(如图中虚线所示区域),当物块P进入该区域内,B便会对P产生一个竖直向上的恒力F作用,使得P恰好不与B的上表面接触,且F=kmg,其中k=11.在水平方向上P、B之间没有相互作用力.已知平板与地面间的动摩擦因数μ=2.0×10-3,平板和物块的质量之比M/m=10.在P从静止开始下落时,平板B有向左运动的速度v0=0.20m/s,P从静止开始下落到进入相互作用区域经历的时间t0=0.50s.设平板B足够长,保证物块P总能落到B板上方的相互作用区域内,忽略物块P受到的空气阻力,取重力加速度g=10m/s2.求:
(1)物块P从静止开始下落到第一次回到初始位置所经历的时间;
(2)从物块P由静止开始下落到平板B的运动速度减小为零的这段时间内,P能回到初始位置的次数.

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科目:高中物理 来源: 题型:

(2006?海淀区二模)如图所示,在水平地面上放置一块质量为M的长平板B,在平板的上方某一高度处有一质量为m的物块P由静止开始落下.在平板上方附近存在“相互作用”的区域(如图中虚线所示区域),当物块P进入该区域内,B便会对P产生一个竖直向上的恒力f作用,使得P恰好不与B的上表面接触,且f=kmg,其中k=11.在水平方向上P、B之间没有相互作用力.已知平板与地面间的动摩擦因数μ=2.0×10-3,平板和物块的质量之比M/m=10.在P开始下落时,平板B向右运动的速度v0=1.0m/s,P从开始下落到进入相互作用区域经历的时间t0=2.0s.设平板B足够长,保证物块P总能落到B板上方的相互作用区域内,忽略物块P受到的空气阻力,取重力加速度g=10m/s2.求:
(1)物块P从开始下落到再次回到初始位置所经历的时间.
(2)从物块P开始下落到平板B的运动速度减小为零的这段时间内,P能回到初始位置的次数.

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,在水平地面上放置一块质量为M的长平板B,在平板的上方某一高度处有一质量为m的物块P由静止开始落下。在平板上方附近存在“相互作用”的区域(如图中虚线所示区域),当物块P进入该区域内,B便会对P产生一个竖直向上的恒力f作用,使得P恰好不与B的上表面接触,且fkmg,其中k=11。在水平方向上PB之间没有相互作用力。已知平板与地面间的动摩擦因数,平板和物块的质量之比M/m=10。在P开始下落时,平板B向左运动的速度v0=1.0m/s,P从开始下落到进入相互作用区域经历的时间t0=2.0s。设平板B足够长,保证物块P总能落到B板上方的相互作用区域内,忽略物块P受到的空气阻力,取重力加速度g=10m/s2。求:

  (1)物块P从开始下落到再次回到初始位置所经历的时间。

  (2)从物块P开始下落到平板B的运动速度减小为零的这段时间内,P能回到初始位置的次数。

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科目:高中物理 来源:2011届北京四中高三上学期期中考试物理试卷 题型:计算题

如图所示,在水平地面上放置一块质量为M的长平板B,在平板的上方某一高度处有一质量为m的物块P由静止开始落下。在平板上方附近存在“相互作用”的区域(如图中虚线所示区域),当物块P进入该区域内,B便会对P产生一个竖直向上的恒力f作用,使得P恰好不与B的上表面接触,且fkmg,其中k=11。在水平方向上PB之间没有相互作用力。已知平板与地面间的动摩擦因数,平板和物块的质量之比M/m=10。在P开始下落时,平板B向左运动的速度v0=1.0m/s,P从开始下落到进入相互作用区域经历的时间t0=2.0s。设平板B足够长,保证物块P总能落到B板上方的相互作用区域内,忽略物块P受到的空气阻力,取重力加速度g=10m/s2。求:
  (1)物块P从开始下落到再次回到初始位置所经历的时间。
  (2)从物块P开始下落到平板B的运动速度减小为零的这段时间内,P能回到初始位置的次数。

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科目:高中物理 来源:2010-2011学年北京四中高三上学期期中考试物理试卷 题型:计算题

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  (1)物块P从开始下落到再次回到初始位置所经历的时间。

  (2)从物块P开始下落到平板B的运动速度减小为零的这段时间内,P能回到初始位置的次数。

 

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