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【题目】如图所示,两根平行的光滑金属导轨MN、PQ放在水平面上,左端向上弯曲,导轨间距为L,电阻不计。水平段导轨所处空间存在方向竖直向上的匀强磁场,磁感应强度为B。导体棒a与b的质量均为m,电阻值分别为Ra=R,Rb=2R。b棒放置在水平导轨上足够远处,a棒在弧形导轨上距水平面h高度处由静止释放。运动过程中导体棒与导轨接触良好且始终与导轨垂直,重力加速度为g。

(1)求a棒刚进入磁场时受到的安培力的大小和方向;

(2)求最终稳定时两棒的速度大小;

(3)从a棒开始下落到最终稳定的过程中,求b棒上产生的内能。

【答案】(1) 方向水平向左;(2)(3)

【解析】

试题分析:(1)设a棒刚进入磁场时的速度为v,从开始下落到进入磁场

根据机械能守恒定律 (1分)

a棒切割磁感线产生感应电动势E = BLv (1分)

根据闭合电路欧姆定律 (1分)

a棒受到的安培力F = BIL(1分)

联立以上各式解得 方向水平向左(1分)

(注:或方向与速度方向相反。若方向错或没答方向均扣1分)

(2)设两棒最后稳定时的速度为v ′,

从a棒开始下落到两棒速度达到稳定,它们之间存在相互作用力,根据水平方向的动量守恒得

mv = 2m v ′(2分)

解得(1分)

(3)设a棒产生的内能为Ea ,b棒产生的内能为Eb

根据能量守恒定律 (1分)

两棒串联内能与电阻成正比 Eb = 2Ea(1分)

解得(1分)

练习册系列答案
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【题目】一足够长传送带与水平面的夹角为θ,物块a通过平行于传送带的轻绳跨过光滑轻滑轮与物块b相连,如图所示.开始时,ab及传送带均静止,且mb>masinθ.现使传送带顺时针匀速转动,则运动(物块未与滑轮相碰)过程中

A. 一段时间后物块a可能匀速运动

B. 一段时间后,摩擦力对物块a可能做负功

C. 开始的一段时间内,重力对a做功的功率大于重力对b做功的功率

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【题目】质量为m的小球由轻绳ab分别系于一轻质细杆的A点和B点,如图,绳a与水平方向成θ角,绳b在水平方向且长为l,当轻杆绕轴AB以角速度ω匀速转动时,小球在水平面内做匀速圆周运动,则下列说法正确的是(   )

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B. a绳的拉力随角速度的增大而增大

C. 当角速度b绳将出现拉力

D. b绳突然被剪断,则a绳的拉力一定发生变化

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A. 斜面体对地面的压力大小小于(m+M)g

B. 斜面体给小物块的作用力大小小于mg

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(3)如图是采用甲方案时得到的一条纸带,在计算图中N点速度时,几位同学分别用下列不同的方法进行,其中正确的是____

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【题目】物理学家通过对实验的深入观察和研究,获得正确的科学认知,推动物理学的发展,下列说法符合事实的是( )

A. 库仑通过一系列实验证实了麦克斯韦关于光的电磁理论

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C. 贝克勒尔发现的天然放射性向下,说明原子核有复杂结构

D. 波尔利用氢原子能级量子化解释了氢原子光谱,从而创建了量子力学

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(1)本实验中钩码的质量________(填“需要”或“不需要”)远小于滑块的质量。

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