练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 高中物理 > 题目详情

    如图所示，两根与水平面成＝30°角的足够长光滑金属导轨平行放置，导轨间距为L＝1 m，导轨底端接有阻值为1 W 的电阻R，导轨的电阻忽略不计．整个装置处于匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面斜向上，磁感应强度B＝1 T．现有一质量为m＝0.2 kg、电阻不计的金属棒用细绳通过光滑滑轮与质量为M＝0.5 kg的物体相连，细绳与导轨平面平行．将金属棒与M由静止释放，棒沿导轨运动了2 m后开始做匀速运动．运动过程中，棒与导轨始终保持垂直接触．(取重力加速度g＝10 m/s2)求：

    (1)金属棒匀速运动时的速度；

    (2)棒从释放到开始匀速运动的过程中，电阻R上产生的焦耳热；

    (3)若保持某一大小的磁感应强度B1不变，取不同质量M的物块拉动金属棒，测出金属棒相应的做匀速运动的v值，得到实验图像如图所示，请根据图中的数据计算出此时的B1；

    (4)改变磁感应强度的大小为B2，B2＝2B1，其他条件不变，请在坐标图上画出相应的v－M图线，并请说明图线与M轴的交点的物理意义．

    答案：
    解析：

    　　(17分)解：(1)金属棒受力平衡，所以

    　　Mg＝mg sin＋　(1)(3分)

    　　所求速度为：v＝＝4 m/s　(2)(2分)

    　　(2)对系统由能量守恒有：

    　　Mgs＝mgs sin＋Q＋(M＋m)v2　(3)(3分)

    　　所求热量为：Q＝Mgs－mgs sin－(M＋m)v2＝2.4 J　(4)(2分)

    　　(3)由上(2)式变换成速度与质量的函数关系为：

    　　v＝＝M－　(5)(2分)

    　　再由图象可得：＝，B1＝0.54 T(2分)

    　　(4)由上(5)式的函数关系可知，当B2＝2B1时，图线的斜率减小为原来的1/4．(画出图线2分)

    　　与M轴的交点不变，与M轴的交点为m sin．(1分)


    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
    高一 高一免费课程推荐！ 初一 初一免费课程推荐！
    高二 高二免费课程推荐！ 初二 初二免费课程推荐！
    高三 高三免费课程推荐！ 初三 初三免费课程推荐！
    相关习题

    科目：高中物理 来源： 题型：

    （2009?青岛二模）如图所示，两根相距为L的金属轨道固定于水平面上，导轨电阻不计；一根质量为m、长为L、电阻为R的金属棒两端放于导轨上，导轨与金属棒间的动摩擦因数为μ，棒与导轨的接触电阻不计．导轨左端连有阻值为2R的电阻．轨道平面上有n段竖直向下的宽度为a、间距为b的匀强磁场（a＞b），磁感应强度为B．金属棒初始位于OO′处，与第一段磁场相距2a．求：
    （1）若金属棒有向右的初速度v0，为使金属棒保持v0的速度一直向右穿过各磁场，需对金属棒施加水平向右的拉力．求金属棒不在磁场中时受到的拉力F1，和在磁场中时受到的拉力F2的大小；
    （2）在（1）的情况下，求金属棒从OO′开始运动到刚离开第n段磁场过程中，拉力所做的功；
    （3）若金属棒初速度为零，现对其施以水平向右的恒定拉力F，使棒进入各磁场的速度都相同，求金属棒从OO′开始运动到刚离开第n段磁场整个过程中导轨左端电阻上产生的热量．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：

    （2012?广东）如图所示，两根等长的轻绳将日光灯悬挂在天花板上，两绳与竖直方向的夹角都为45?，日光灯保持水平，所受重力为G，左右两绳的拉力大小分别为（　　）

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：

    如图所示，两根相距L平行放置的光滑导电轨道，与水平面的夹角均为 α，轨道间有电阻R，处于磁感应强度为B、方向竖直向上的匀强磁场中，一根质量为m、电阻为r的金属杆ab，由静止开始沿导电轨道下滑．设下滑中ab杆始终与轨道保持垂直，且接触良好，导电轨道有足够的长度，且电阻不计．求：
    （1）ab杆将做什么运动？
    （2）若开始时就给ab沿轨道向下的拉力F使其由静止开始向下做加速度为a的匀加速运动（a＞gsinα）．求拉力F与时间t的关系式．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：

    （2012?资阳三模）如图所示，两根正对的距离为L=1m的平行金属直物直MN、M’、N'位于同一水平面上，两端M、M’之间接一阻值为R=4Ω的定值电阻，NN’端与两条位于竖直平面内的半径均为Ro=0.4m的半圆形光滑金属习口直NP，N'P’平滑连接直轨道的右侧处于竖直向下、磁感应强度为B=1T的匀强磁场中，磁场区域的宽度为s=0.5m，且其右边界与NN’重合．现有一质量为m=lkg，电阻为r=1Ω的一导体杆ab静止在距磁场的左边界也为s处．在与杆垂直的，水平向右且大小为38N的恒力F作用下ab杆开始运动．当运动至磁场右边界时撤去F，结果导休杆ab恰好能以最小的速度通过半圆形习U首的最高点PP'．已知导体杆ab在运动过程中与辆连接触良好，且始终与轨道垂直，导体杆ab与直轨道之间的动摩擦因数为μ=02，轨道的电阻可忽略不计，重力加速度g取l Om/s2，求：
    （1）ab刚进入磁场时杆中电流的大小和方向；
    （2）ab穿过磁场的过程中，通过ab杆的电量；
    （3）ab穿过磁场的过程中，ab杆损失的机械能和电阻R上产生的焦耳热．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：

    精英家教网如图所示，两根水平金属导轨MN、PQ平行放置，相距为d，在导轨右端跨接一定值电阻R，导轨电阻不计．一长度为d、质量m、电阻为r的金属棒ef垂直于导轨静止放置，且与导轨保持良好接触．整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B．金属棒在受到水平向右的瞬时冲量作用后沿导轨滑行s后再次静止，测得此过程中电阻R上产生的电热为Q．已知棒与两导轨间的动摩擦因数均为μ，求：
    （1）金属棒的初速度v0；
    （2）金属棒在导轨上运动的时间t；
    （3）若其他条件不变，仅将磁场方向变为斜向上且与水平方向的夹角为α（图中虚线所示）．求金属棒受到水平向右的瞬时冲量作用后获得初速度v0时沿导轨滑行的加速度a．

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案