练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
    19．如图所示，abcd为质量M=2kg的导轨，放在光滑绝缘的水平面上，另有一根质量m=0.6kg的金属棒平行bc放在水平导轨上，该金属棒左边靠着绝缘固定的竖直立柱e、f，导轨处于匀强磁场中，磁场以OO′为界，左侧的磁场方向竖直向上，右侧的磁场方向水平向右，磁感应强度均为B=0.8T．导轨的bc段长l=0.5m，其电阻r=0.4Ω，金属棒的电阻R=0.4Ω，其余电阻均可不计，金属棒与导轨间的动摩擦因数．若在导轨上作用一个方向向左、大小为F=2N的水平拉力，设导轨足够长，g取10m/s2，试求：
    （1）导轨运动的最大加速度；
    （2）流过导轨的最大电流；
    （3）拉力F的最大功率．

    分析 （1）导轨在外力作用下向左加速运动，由于切割磁感线，在回路中要产生感应电流，导轨的bc边及金属棒PQ均要受到安培力作用，PQ棒受到的支持力要随电流的变化而变化，导轨受到PQ棒的摩擦力也要变化，因此导轨的加速度要发生改变．导轨向左切割磁感线时，导轨受到向右的安培力　F1=BIl，金属棒PQ受到向上的安培力　F2=BIl?导轨受到PQ棒对它的摩擦力　f=μ（mg-BIl）?根据牛顿第二定律，有F-BIl-μ（mg-BIl）=Ma?当刚拉动导轨时，v=0，可知I感=0，此时有最大加速度．
    （2）随着导轨v增大，I感增大而a减小，当a=0时，有最大速度?
    （3）拉力F的最大功率可由 P=Fv求得．

    解答 解：（1）导轨向左运动时，导轨受到向左的拉力F，向右的安培力F1和向右的摩擦力f． 根据牛顿第二定律有：
    F-F1-f=Ma
    导轨受到向右的安培力为：F1=BIl，
    导轨受到PQ棒对它的摩擦力为：f=μ（mg-BIl），
    整理得：a=$\frac{F-μmg-（1-μ）BIL}{M}$
    当I=0时，即刚拉动时，a最大．有：amax=$\frac{F-μmg}{M}$=0.4m/s2；
    （2）随着导轨速度增大，感应电流增大，加速度减小．
    当a=0时，I最大，即：F-μmg-（1-μ）BImaxL=0
    Imax=$\frac{F-μmg}{（1-μ）BL}$=2.5A
    由闭合电路欧姆定律，得：I=$\frac{BLv}{R+r}$
    解得：v=3.75m/s
    （3）由P=Fv得：P=2×3.75=7.5w
    答；（1）导轨运动的最大加速度0.4m/s2；
    （2）流过导轨的最大电流2.5A；
    （3）拉力F的最大功率7.5W．

    点评 考查了电场感应定律、闭合电路，功率关系，注意综合应用．通过导轨的受力情况，来分析其运动情况，把握住加速度最大和电流最大的临界条件是解答本题的关系．

    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：解答题

    9．小亮观赏跳雪比赛，看到运动员先后从坡顶水平跃出后落到斜坡上，如图所示，某运动员的落地点B与坡顶A的距离L=75m，空中飞行时间t=3.0s，若该运动员的质量m=60kg，忽略运动员所受的空气的作用力，重力加速度取g=10m/s2，求：
    （1）A、B两点的高度差h；
    （2）运动员在A点的重力势能EPA（以B所在的水平面为零势能参考面）
    （3）运动员落到B点时的动能EKB．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    10．如图甲所示，在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁场方向垂直的轴匀速转动产生交变电流，电动势e随时间t的变化关系如图乙所示，则（　　）
    A．该交变电流的频率为100Hz
    B．该交变电流电动势的有效值为311V
    C．t=0.01s时，穿过线框的磁通量为零
    D．t=0.01s时，穿过线框的磁通量的变化率为零

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    7．在物理学发展的过程中，有许多伟大的科学家做出了贡献．下列说法正确的是（　　）
    A．特斯拉通过实验发现了电磁感应现象，并提出了电磁感应定律
    B．奥斯特发现了电流的磁效应，并总结了右手螺旋定则
    C．楞次研究得出了判断感应电流方向的方法--楞次定律，并总结了右手定则
    D．安培根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性，提出了分子电流假说

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    14．在水平地面上固定一倾角θ=30°的、足够长的粗糙斜面，质量m=1.0kg的小物块在平行于斜面向上F=12N的推力作用下，从斜面某处由静止开始沿斜面向上运动，1s后撤去推力F，已知小物块与斜面之间的动摩擦因数μ=$\frac{\sqrt{3}}{3}$，重力加速度g=10m/s2，求：
    （1）1s末小物块的速度大小；
    （2）小物块运动的最高点到出发点的距离．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    4．如图甲所示的弹簧振子，放在光滑有水平桌面上，O是平衡位置，弹簧振子在AB间做简谐运动，AB间的距离为6cm，已知A到B的最短时间为0.1s．
    （1）求弹簧振子做简谐运动的振幅和周期；
    （2）若以向右为位移的正方向，当振子运动到B处开始计时，试写出其振动的位移-时间关系式，并在图乙中画出相应的振动图象．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    11．船在d=100米宽的河中横渡，河水流速是v1=1.5m/s，船在静水中的航速是v2=2.5m/s，试求：
    （1）要使船到达对岸的时间最短，船头应指向何处？最短时间是多少？
    （2）要使船航程最短，船头应指向上游，其与河岸夹角为多大？最短航程的时间为多少．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    8．关于热现象，下列说法正确的是（　　）
    A．布朗运动就是液体分子的运动
    B．自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性
    C．气体吸收热量，内能一定增加
    D．气体压强是由气体重力产生的

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    9．如图所示，用两等长的细绳将一磁铁与一圆形闭合线圈悬于细杆上，静止时线圈平面与磁铁的轴线O1O2垂直，磁铁质量为m，磁极如图所示．在垂直于细杆的平面内，保持细绳绷紧，将磁铁拉至与细杆等高的位置，将磁铁由静止释放，则下列说法正确的是（　　）
    A．磁铁下摆过程中，线圈所受合外力为零
    B．磁铁摆到最低点时，两绳子拉力的合力小于3mg
    C．磁铁下摆过程中，线圈中有逆针方向（沿O1O2方向看）的感应电流
    D．磁铁下摆过程中，线圈中有顺时针方向（沿O1O2方向看）的感应电流

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案