如图甲,在水平桌面上固定着两根相距0.2m,相互平行的无电阻轨道P和轨道一端固定一根电阻为0.0l Ω的导体棒a,轨道上横置一根质量为40g、电阻为0.0lΩ的金属棒b,两棒相距0.2m.该轨道平面处在磁感应强度大小可以调节的竖直向上的匀强磁场中.开始时,磁感应强度B0="0.10" T(设棒与轨道间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等,g取10 m/s2)
(1)若从t=0开始,磁感应强度B随时间t按图乙中图象所示的规律变化,求在金属棒b开始运动前,这个装置释放的热量是多少?
(2)若保持磁感应强度B0的大小不变,从t=0时刻开始,给b棒施加一个水平向右的拉力,使它做匀加速直线运动.此拉力F的大小随时间t变化关系如图丙所示.求匀加速运动的加速度及b棒与导轨间的滑动摩擦力.
(1)0.036J(2)a=5m/s2 f=0.2N
【解析】
试题分析:(1)当磁感应强度均匀增大时,闭合电路中有恒定的感应电流I,以b棒为研究对象,它受到的安培力逐渐增大,静摩擦力也随之增大,当磁感应度增大到b所受安培力F与最大静摩擦力f相等时开始滑动.
感应电动势:E= I=
|
棒b将要运动时,有f=BtIL ∴Bt=
根据Bt=B0+,得t=1.8s
回路中产生焦耳热为Q=I22rt=0.036J
(2)由图象可得到拉力F与t的大小随时间变化的函数表达式为 F=F0+
当b棒匀加速运动时,根据牛顿第二定律有: F-f-F安=ma
F安=B0IL I= v=at ∴F安=
联立可解得F=f+ma+
|
将据代入,可解得a=5m/s2 f=0.2N
考点:共点力平衡的条件及其应用;能量守恒定律;安培力;法拉第电磁感应定律.
点评:本题是力学和电磁学的综合题,综合运用了电磁感应定律、能量守恒定律以及共点力平衡问题,
科目:高中物理 来源: 题型:
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科目:高中物理 来源: 题型:013
如图,质量分别为M和m的物体由相同的材料制成,且M>m.将它们通过轻而光滑的定滑轮用细线连接,按图甲装置在水平桌面上,两物体刚好作匀速运动;如果互换两物块后,按图乙装置在同一水平桌面上,则它们的共同加速度大小为[ ]
A、;
B、;
C、;
D、上述均不对。
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科目:高中物理 来源:2012-2013学年河北省邢台一中高一第四次月考物理试卷(带解析) 题型:单选题
如图所示,质量分别为M和m的物块由相同的材料制成,且M>m,将它们用通过轻而光滑的定滑轮的细线连接。如果按图甲装置在水平桌面上,两物块刚好做匀速运动。如果互换两物块按图乙装置在同一水平桌面上,它们的共同加速度大小为( )
A.g | B.g |
C.g | D.上述均不对 |
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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题
A.
| B.
| C.
| D.上述均不对 |
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科目:高中物理 来源:2012-2013学年河北省邢台一中高一(上)第四次月考物理试卷(解析版) 题型:选择题
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