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(16分)两平行金属导轨水平放置,一质量为m=0.2kg的金属棒ab垂直于导轨静止放在紧贴电阻R处,,其他电阻不计。导轨间距为d=0.8m,矩形区域MNPQ内存在有界匀强磁场,场强大小B=0.25T。MN=PQ=x=0.85m,金属棒与两导轨间动摩擦因数都为0.4,电阻R与边界MP的距离s=0.36m。在外力作用下让ab棒由静止开始匀加速运动并穿过磁场向右,加速度a=2m/s2 ,g取10m/s2
(1)求穿过磁场过程中平均电流的大小。
(2)计算自金属棒进入磁场开始计时,在磁场中运动的时间内,外力F随时间t变化关系。
(3)让磁感应强度均匀增加,用导线将a、b端接到一量程合适的电流表上,让ab棒重新由R处向右加速,在金属棒到达MP之前,电流表会有示数吗?简述理由。已知电流表与导轨在同一个平面内。

(1) (2)(3)见解析

解析试题分析:(1)设金属棒到达MP、NQ的速度分别为
则由,得:
,得:
由电磁感应定律得:
由闭合电路欧默定律
联立解得:
(2)因为进入磁场后受安培力     (2分)  [来源:Z。xx。k.Com]
由牛二定律得                        (2分)
又因为                                          (1分)
则在进磁场后F                   
代入数据得 (N)其中               ( 2分)
(3)可以有电流。只要导线、电表、导体棒组成的回路有磁感线穿过,根据法拉第电磁感应定律,闭合回路磁通量变化,可以产生感应电流。(此时金属棒和电阻R并联成为电路负载) ( 3分)
考点:电磁感应定律和力学的综合

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

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(18分)、如图所示,固定的光滑平台左端固定有一光滑的半圆轨道,轨道半径为R,平台上静止放着两个滑块A、B,其质量mA=m,mB=2m,两滑块间夹有少量炸药。平台右侧有一小车,静止在光滑的水平地面上,小车质量M=3m,车长L=2R,车面与平台的台面等高,车面粗糙,动摩擦因数μ="0.2" ,右侧地面上有一立桩,立桩与小车右端的距离为S,S在0<S<2R的范围内取值,当小车运动到立桩处立即被牢固粘连。点燃炸药后,滑块A恰好能够通过半圆轨道的最高点D,滑块B冲上小车。两滑块都可以看作质点,炸药的质量忽略不计,爆炸的时间极短,爆炸后两个滑块的速度方向在同一水平直线上,重力加速度为g=10m/s2。求:

(1)滑块A在半圆轨道最低点C受到轨道的支持力FN
(2)炸药爆炸后滑块B的速度大小VB
(3)请讨论滑块B从滑上小车在小车上运动的过程中,克服摩擦力做的功Wf与S的关系。

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(12分)如图所示,边长L=2.5m、质量m=0.50kg的正方形金属线框,放在磁感应强度B=0.80T的匀强磁场中,它的一边与磁场的边界MN重合. 在力F作用下由静止开始向左运动,5.0s末时从磁场中拉出.测得金属线框中的电流随时间变化的图象如下图所示.已知金属线框的总电阻R=4.0Ω,求:
(1)t=5.0s时金属线框的速度;
(2)t=4.0s时金属线框受到的拉力F的大小;
(3)已知在5.0s内力F做功1.92J,那么金属线框从磁场拉出的过程中,线框中产生的焦耳热是多少.

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(14分)一水平传送带以4m/s的速度逆时针传送,水平部分长L=6m,其左端与一倾角为θ=300的光滑斜面平滑相连,斜面足够长,一个可视为质点的物块无初速度地放在传送带最右端,已知物块与传送带间动摩擦因数μ=0.2,g=10m/s2。求物块从放到传送带上到第一次滑回传送带最远端所用的时间。

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(8分)均匀导线制成的单位正方形闭合线框abcd,每边长为L,总电阻为R,总质量为m。将其置于磁感强度为B的水平匀强磁场上方h处,如图所示。线框由静止自由下落,线框平面保持在竖直平面内,且cd边始终与水平的磁场边界平行。当cd边刚进入磁场时,

(1)求线框中产生的感应电动势大小;
(2)求cd两点间的电势差大小;
(3)若此时线框加速度恰好为零,求线框下落的高度h所应满足的条件。

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如图所示,m =4kg的小球挂在小车后壁上,细线与竖直方向成37°角。(sin37°=0.6,cos37°="0.8," g=10m/s2)求:
(1)小车以a=g向右做匀加速直线运动时,细线对小球的拉力F1和后壁对小球的压力F2各多大?
(2)小车以a=2g向右做匀减速直线运动时,细线对小球的拉力F1和后壁对小球的压力F2各多大?

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

1932年,劳伦斯和利文斯设计出了回旋加速器.回旋加速器的工作原理如图所示,置于真空中的两个D形金属盒半径为R,两盒间的狭缝很小,带电粒子穿过的时间可以忽略不计.磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直. 设两D形盒之间所加的交流电压为U,被加速的粒子质量为m、电量为q,粒子从D形盒一侧开始被加速(初动能可以忽略),经若干次加速后粒子从D形盒边缘射出.


求:(1)粒子从静止开始第1次经过两D形盒间狭缝加速后的速度大小
  (2)粒子第一次进入D型盒磁场中做圆周运动的轨道半径
  (3)粒子至少经过多少次加速才能从回旋加速器D形盒射出

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(10分)已知一足够长的传送带与水平面的倾角为300,以一定的速度匀速运动。某时刻在传送带适当的位置放上具有一定初速度的物块,物块的质量m=1kg,以此时为t=0时刻记录了小物块之后在传送带上运动速度随时间的变化关系如图所示,若图中取沿斜面向下的运动方向为正方向,其中v1=-6m/s, v2=4m/s, t1="0.5s," g取10 m/s2,已知传送带的速度保持不变。 求:

(1)物块与传送带间的摩擦系数;
(2)0~t2内带动传送带的电动机多消耗的电能;
(3)0~t2内系统产生的内能;

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