如图所示,倾角为θ=37o、电阻不计的、间距L=0.3m且足够长的平行金属导轨处在磁感强度B=1T、方向垂直于导轨平面的匀强磁场中.导轨两端各接一个阻值R0=2Ω的电阻.在平行导轨间跨接一金属棒,金属棒质量m=1kg电阻r=2Ω,其与导轨间的动摩擦因数μ=0.5。金属棒以平行于导轨向上的初速度υ0=10m/s上滑直至上升到最高点的过程中,通过上端电阻的电量Δq=0.1C(g=10m/s2)
(1)金属棒的最大加速度;
(2)上端电阻R0中产生的热量。
解:金属棒在上升的过程,切割磁感线产生的感应电动势为,
回路的总电阻,回路中的感应电流
金属棒受到平行于导轨向下的安培力
金属棒还受到平行于导轨向下的力有mgsinθ、滑动摩擦力
由牛顿运动定律可知
(1)金属棒上升过程中的最大加速度对应的是金属棒的最大速度,金属棒上升过程做减速运动,所以金属棒上升过程中的最大加速度就是速度为υ0的瞬间
代入数据后得最大加速度amax=10.3m/s2
(2)金属棒上升到最高点的过程中,通过上端电阻的电量Δq=0.1C,即金属棒中通过的电量为2Δq,设金属棒中的平均电流为
通过金属棒的电量
金属棒没导轨上升的最大距离 代入数据后得
上端电阻与下端电阻相等,并联后电阻为1Ω,再与金属棒的电阻r=2Ω串联,外电路是产生的焦耳热为全电路焦耳热的,上端电阻的焦耳热Q又为外电路焦耳热的,全电路产生的焦耳热为6Q。
由能量守恒可知
代入数据后得Q=5J
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科目:高中物理 来源:2013届黑龙江省哈六中高三上学期期中考试物理试卷(带解析) 题型:计算题
(18分)
如图所示,倾角为30°的光滑斜面的下端有一水平传送带,传送带正以6 m/s的速度运动,运动方向如图所示.一个质量为2 kg的物体(物体可以视为质点),从h="3.2" m高处由静止沿斜面下滑,物体经过A点时,不管是从斜面到传送带还是从传送带到斜面,都不计其动能损失.物体与传送带间的动摩擦因数为0.5,物体向左最多能滑到传送带左右两端AB的中点处,重力加速度g="10" m/s2,
则:(1)物体由静止沿斜面下滑到斜面末端需要多长时间?
(2)传送带左右两端AB间的距离L至少为多少?
(3)上述过程中物体与传送带组成的系统产生的摩擦热为多少?
(4)物体随传送带向右运动,最后沿斜面上滑的最大高度h′为多少?
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科目:高中物理 来源:2012届度河南省高三物理第二次月考物理卷 题型:选择题
如图所示, 倾角为θ的绝缘斜面固定在水平面上, 当质量为m、带电荷量为+q的滑块沿斜面匀速下滑时,在此空间突然加上竖直方向的匀强电场,已知滑块受到的电场力小于滑块的重力.则( )
A.加上竖直向上的电场后,滑块将减速下滑
B.加上竖直向下的电场后,滑块仍匀速下滑
C.加上竖直向上的电场后,滑块仍匀速下滑
D.加上竖直向下的电场后,滑块将加速下滑
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