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【题目】如图所示,一对平行光滑轨道放置在水平面上,两轨道间距l=0.20m,导轨间接有电阻R=1.0;有一导体杆静止地放在轨道上,与两轨道垂直,杆及轨道的电阻均可忽略不计,整个装置处于磁感应强度B=0.50T的匀强磁场中,磁场方向垂直轨道平面向下。现用一大小为0.02N的恒力F拉杆,使之沿轨道向右运动起来,求

(1)当导体杆速度为v=1.0m/s时,电阻R两端的电压;

(2)导体杆最终的最大速度vm

【答案】(1)U=0.1V (2)vm=2m/s

【解析】(1)导体棒切割磁感线产生感应电动势可得:

由闭合电路欧姆定律可得,由于导体棒无电阻,所以电阻R两端的电压为0.1V;

(2)当导体棒所受安培力与拉相等时,速度最大,即

由以上各式解得:

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】某电磁缓冲车是利用电磁感应原理进行制动缓冲,它的缓冲过程可等效为:小车车底安装着电磁铁,可视为匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向竖直向下;水平地面固定着闭合矩形线圈abcd,线圈的总电阻为R,ab边长为L,如图所示(俯视)。缓冲小车水平通过线圈上方,线圈与磁场的作用使小车做减速运动,从而实现缓冲。已知小车总质量为m,受到地面的摩擦阻力为f,小车磁场刚抵达线圈时,速度大小为则下列说法正确的是( )

A. 小车磁场刚抵达线圈时,线圈中感应电流I的大小为零

B. 小车磁场刚抵达线圈时,线圈ab段中电流的方向是从ab

C. 小车缓冲过程中的最大加速度am的大小为

D. 小车缓冲过程中的最大加速度am的大小为

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【题目】小张同学在物理数字化实验室研究物体运动与受力关系.采用如图甲装置,开始时将一已知质量为m的物体置于水平桌面上,使物体获得水平向右的初速度v1,同时对物体施加一个水平向右的恒定拉力F,经过时间t1时,速度达到v2,撤去拉力,物体继续运动,在t2时刻物体停下.通过放在物体右前方的速度传感器得到物体在0t2时间内物体的速度一时间关系图线如图乙所示(向右为速度正方向).求:

(1)从0t2内物体前进的位移大小和方向

(2)物体与水平桌面间的动摩擦因数μ为多大;

(3)若物体从静止开始受到与前面完全相同的恒力作用,并且作用时间也为t1,则物体撤去外力后还能滑行多长时间?

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【题目】如图所示,劲度系数为k的轻弹簧的一端固定在墙上,另一端与置于水平面上质量均为m的物体AB接触(AB和弹簧均未连接),弹簧水平且无形变.用水平力F缓慢推动物体B,在弹性限度内弹簧长度被压缩了x0,此时物体AB静止.已知物体A与水平面间的动摩擦因数为μ,物体B与水平面间的摩擦不计.撤去F后,物体AB开始向左运动,A运动的最大距离为4x0,重力加速度为g.( )

A. 撤去F后,物体AB先做匀加速运动,再做匀减速运动

B. 撤去F瞬间,物体AB的加速度大小为μg

C. 物体AB一起向左运动距离x0后相互分离

D. 物体AB一起向左运动距离xx0 后相互分离

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【题目】如图所示,在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中,两根光滑平行金属轨道MN、PQ固定在水平面内,相距为L,电阻不计。电阻为R、质量为m的金属导体棒ab垂直于MN、PQ放在轨道上,与轨道接触良好。轨道端点MP间接有阻值为r的电阻。给导体棒ab一个瞬时冲量,使导体棒获得速度v(v平行于MN)。

(1)定性画出此后导体棒ab速度随时间变化v-t的图像;

(2)(1),在上述过程中导体棒ab中产生的焦耳热;

(3)通过公式推导验证:当导体棒ab速度为v时,回路磁通量随时间的变化率等于BLv,也等于将一个电子电量为e)a沿导体棒ab移到b,电子所受洛伦兹力沿导体棒ab的分力对电子做的功W与电子电量e的比值

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【题目】如图所示,一直角三角形金属框,向左匀速地穿过一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场,磁场仅限于虚线边界所围的区域内,该区域的形状与金属框完全相同,且金属框的下边与磁场区域的下边在一条直线上.若取顺时针电流方向为感应电流的正方向,从金属框左边刚进入磁场开始计时,则金属框穿过磁场过程中的感应电流随时间变化的图象是

A.

B.

C.

D.

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【题目】科技的发展正在不断的改变着我们的生活,如图甲是一款手机支架,其表面采用了纳米微吸材料,用手触碰无粘感,接触到平整光滑的硬性物体时,会牢牢吸附在物体上,如图乙是手机静止吸附在支架上的侧视图,若手机的重力为G,则下列说法正确的是()

A. 手机受到的支持力大小为

B. 手机受到的支持力大于

C. 纳米材料对手机的作用力大小为

D. 纳米材料对手机的作用力竖直向上

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【题目】AB两物体的质量之比mAmB=2:1,它们以相同的初速度v0在水平面上做匀减速直线运动,直到停止,其速度图象如图所示.那么,AB两物体所受摩擦阻力之比FAFBAB两物体克服摩擦阻力做的功之比WAWB分别为(  )

A. AB两物体所受摩擦阻力之比FAFB=4:1

B. AB两物体所受摩擦阻力之比FAFB=2:1

C. AB两物体克服摩擦阻力做的功之比WAWB=4:1

D. AB两物体克服摩擦阻力做的功之比WAWB=2:1

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【题目】如图所示,某实验小组借用探究加速度与力、质量的关系的实验装置,进行研究合外力做功和动能变化的关系的实验:

(1)使小车在砝码和托盘的牵引下运动,以此定量探究细绳拉力做功与小车动能变化的关系.

①实验准备了打点计时器及配套的电源、导线、复写纸及图所示的器材.若要完成该实验,必需的实验器材还有__________________

②为达到平衡摩擦力的目的,取下细绳和托盘,通过调节垫片的位置,改变长木板倾斜程度,根据打出的纸带判断小车是否做匀速直线运动.

③实验开始时,先调节木板上定滑轮的高度,使牵引小车的细绳与木板平行.这样做的目的是______(填字母代号).

A.避免小车在运动过程中发生抖动   B.可使打点计时器在纸带上打出的点迹清晰

C.可以保证小车最终能够实现匀速直线运动   D.可在平衡摩擦力后使细绳拉力等于小车受的合力

(2)连接细绳及托盘,放入砝码,通过实验得到下图所示的纸带.纸带上O为小车运动起始时刻所打的点,选取时间间隔为0.1 s的相邻计数点ABCDEFG.

实验时测得小车的质量为M=200 g,小车所受细绳的拉力为F=0.2 N.各计数点到O的距离为s,对应时刻小车的瞬时速度为v,小车所受拉力做的功为W,小车动能的变化为ΔEk.请补填表中空格(结果保留小数点后四位).这两个数分别是__________________.

计数点

s/m

v/(m·s-1)

v2/(m2·s-2)

W/J

ΔEk/J

A

0.1550

0.5560

0.3091

0.0310

0.0309

B

0.2160

0.6555

0.4297

0.0432

0.0430

C

0.2861

0.7550

0.5700

0.0572

0.0570

D

0.3670

0.8570

0.7344

0.0734

0.0734

E

0.4575

0.9525

0.9073

F

0.5575

1.051

1.105

0.1115

0.1105

G

0.6677

1.150

1.323

0.1335

0.1323

分析上述数据可知:在实验误差允许的范围内 ________________________

(3)这个小组在之前的一次实验中分析发现拉力做功总是要比小车动能增量明显大一些.这一情况可能是下列哪些原因造成的 ____________(填字母代号).

A.在接通电源的同时释放了小车

B.小车释放时离打点计时器太近

C.平衡摩擦力时长木板倾斜程度不够

D.平衡摩擦力时长木板倾斜程度过大

(4)实验小组进一步讨论认为可以通过绘制v2-s图线来分析实验数据.请根据表中各计数点的实验数据在图中标出对应的坐标点,并画出v2-s图线.分析v2-s图线为一条通过原点的直线,直线的斜率如果在实验误差允许的范围内等于理论值,也可以得出相同的结论.这种方案中直线斜率表达式为k___________ (用题目中相关物理量字母表示).

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