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如下图所示,一个“U”形金属导轨PMNQ,其质量为M=2 kg,放在光滑绝缘的水平面上,处于匀强磁场中,另有一根质量为m=0.6 kg的金属棒CD与MN边平行放置在导轨上,CD边左边靠着固定的卡口a、b,卡口能阻止CD棒向左运动。匀强磁场以图中虚线为界,左侧的磁场B1方向竖直向上(区域无限大),右侧的磁场B2方向水平向左,磁感应强度的大小都是0.80 T,如图所示。导轨MN段长为0.50 m,电阻为0.40 Ω,金属棒CD的电阻是0.40 Ω,其余电阻不计,CD与导轨间的动摩擦因数为0.20。若在导轨上作用一个方向水平向左,大小为2.4 N的恒力,设导轨足够长,取g=10 m/s2

求:导轨运动过程中的最大加速度和最大速度。

0.6 m/s2  5 m/s


解析:

对导轨:E=B1Lv

I=

F安1=B1IL=

对CD∶F安2=B2IL=

所以,导轨所受的摩擦力为:f=μ(mg+F安2)=μmg+

导轨的加速度为:a=(1+μ)

所以,当v=0时,amax=0.6 m/s2

当a=0时,vmax=5 m/s

练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:阅读理解

(2012?深圳二模)(1)甲、乙都是使用电磁打点计器验证机械能,恒定律的实验装置图.

①较好的装置是
 (填“甲”或“乙”).
②打点汁时器必须接
低压
低压
(填“髙压”或“低压”)交流电源.
③丙图是采用较好的装置进行实验的,如果发现第1、2两点之间的距离大约为4mm,这是因为实验时
先释放纸带,后接通电源
先释放纸带,后接通电源
;如果出现这种情况,则打第6点时重物的重力势能与动能的关系为
C
C
(选填序号):
A.mgl=
ms2
8T2
    B.mgl
ms2
8T2
   C.mgl
ms2
8T2

(2)用伏安法测一个蓄电池的电动势E和内电阻r.现有器材:电流表(量程60mA,内阻约为1OΩ );电压表(量程1OV,内阻约20KΩ );热敏电阻(80Ω-200Ω );5杯温度分别为200C、400C、600C、800C、1000C的水;开关一个;导线若干.
①有一位同学根据现有器材设计实验电路并连接了部分实物,如下图所示,请用笔画线代替导线把电压表接人电路.

②下表为该同学用热敏电阻插入不同温度的水时测得的数据,他把这些数据画出如下U-I图线,由该图线可得蓄电池的电动势
6.1V(5.8~6.2都可以)
6.1V(5.8~6.2都可以)
V,内电阻
21Ω(19~21都可以)
21Ω(19~21都可以)
Ω(保留二位有效数字).

t/0c 20 40 60 80 100
I/mA 26.1 33.3 40.0 46.2 52.2
U/V 5.48 5.33 5.20 5.08 4.96
③利用以上数据还可以粗略算出热敏电阻的阻值,发现随着温度的升高,热敏电阻的阻值将会变
 (填“小”或“大”).

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科目:高中物理 来源: 题型:阅读理解

Ⅰ.某同学要探究弹力和弹簧伸长的关系,并测弹簧的劲度系数k.做法是先将待测弹簧的一端固定在铁架台上,然后将最小刻度是毫米的刻度尺竖直放在弹簧一侧,并使弹簧另一端的指针恰好落在刻度尺上.当弹簧自然下垂时,指针指示的刻度数值记作L0,弹簧下端每增加一个50g的砝码时,指针示数分别记作L1、L2、…、L7
(1)下表记录的是该同学测出的8个值:
代表符号 L0 L1 L2 L3 L4 L5 L6 L7
刻度数值/cm 1.70 3.40 5.10 6.85 8.60 10.30 12.10 14.05
根据表中数据,用“逐差法”计算出每增加50g砝码时弹簧平均伸长量的数值为
 
 cm.
(2)根据以上数据,求出弹簧的劲度系数k=
 
N/m.(g取9.8m/s2
Ⅱ.现要测量某电源的电动势和内阻,备有以下器材:
电源E(电动势小于3V,内阻小于1Ω,最大允许电流1A)
电压表V (量程3V的理想电压表)
电阻箱R(调节范围0-99.99Ω,)
定值电阻R0  (阻值等于2.00Ω)
导线若干,电键S个
(1)将图1所示的实物连接成实验电路.
(2)闭合开关,调节电阻箱的阻值R.读出电压表相应的示数U,如下图所示,为了比较
准确方便的得出实验结论,现用作图法处理数据,图线纵坐标表示电压表读数U,则图线的横坐标应选用
 

A.R       B.
1
R
       C.
U
R
       D.
R
U
R/Ω 40.00 20.00 12.00 8.00 6.00 5.00
U/V 1.90 1.78 1.66 1.57 1.43 1.35
(3)根据上表数据以及第二问中选取的横坐标,某同学选取合适的标度作出了图2中所示的图线(其中横轴的物理含义和标度未标出),则由图线可得:E=
 
V; r=
 
Ω.(保留两个有效数字)精英家教网
Ⅲ.如图a是研究小球在斜面上平抛运动的实验装置,每次将小球从弧型轨道同一位置静止释放,并逐渐改变斜面与水平地面之间的夹角θ,获得不同的射程x,最后作出了如图b所示的x-tanθ图象.则:精英家教网
(1)由图b可知,小球在斜面顶端水平抛出时的初速度为
 

(2)若最后得到的图象如图c所示,则可能的原因是(写出一个)
 

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科目:高中物理 来源: 题型:

如下图所示,一个“U”形金属导轨PMNQ,其质量为M=2 kg,放在光滑绝缘的水平面上,处于匀强磁场中,另有一根质量为m=0.6 kg的金属棒CD与MN边平行放置在导轨上,CD边左边靠着固定的卡口a、b,卡口能阻止CD棒向左运动。匀强磁场以图中虚线为界,左侧的磁场B1方向竖直向上(区域无限大),右侧的磁场B2方向水平向左,磁感应强度的大小都是0.80 T,如图所示。导轨MN段长为0.50 m,电阻为0.40 Ω,金属棒CD的电阻是0.40 Ω,其余电阻不计,CD与导轨间的动摩擦因数为0.20。若在导轨上作用一个方向水平向左,大小为2.4 N的恒力,设导轨足够长,取g=10 m/s2

求:导轨运动过程中的最大加速度和最大速度。

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科目:高中物理 来源: 题型:

如下图所示,一个质量为m、电量为e的静止质子,经电压为U的电场加速后,射入与其运动方向一致的磁感应强度为B的匀强磁场MN区域内.在MN内,有n块互成直角、长为L的硬质塑料板(不导电,宽度很窄,厚度不计).

    (1)求质子进入磁场时的速度v0

(2)若质子进入磁场后与每块塑料板碰撞后均没有能量损失,求质子穿过磁场区域所需的时间t

        

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