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(14分)如图,水平面内有一光滑金属导轨,其MN、PQ边的电阻不计,MP边的电阻阻值R=1.5Ω,MN与MP的夹角为135°,PQ与MP垂直,MP边长度小于1m。将质量m=2kg,电阻不计的足够长直导体棒搁在导轨上,并与MP平行。棒与MN、PQ交点G、H间的距离L=4m.空间存在垂直于导轨平面的匀强磁场,磁感应强度B=0.5T。在外力作用下,棒由GH处以一定的初速度向左做直线运动,运动时回路中的电流强度始终与初始时的电流强度相等。

(1)若初速度v1=3m/s,求棒在GH处所受的安培力大小FA
(2)若初速度v2=1.5m/s,求棒向左移动距离2m到达EF所需时间Δt。
(3)在棒由GH处向左移动2m到达EF处的过程中,外力做功W=7J,求初速度v3
(1)(2)(3)

试题分析:(1)导体棒切割磁感线产生感应电动势
感应电流
金属棒受到安培力
(2)运动过程电流始终不变,而电阻不变,即感应电动势不变。初始感应电动势
所以平均感应电动势
根据几何关系可得从GH到EF,线框面积变化量
代入计算可得运动时间
(3)根据几何关系可得
根据运动过程电流不变判断电动势不变,设末速度为,则有

可得
运动过程电流
电动势
运动时间
克服安培力做功
根据动能定理有
整理可得(舍去)
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

在探究功与物体速度变化的关系实验中,某同学在一次实验中得到了一条如图所示的纸带,这条纸带上的点两端较密,中间疏,出现这种情况的原因可能是(  )
A.电源的频率不稳定
B.木板倾斜程度太大
C.没有使木板倾斜或倾斜角度太小
D.是由于橡皮筋的拉伸程度过大而导致的

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(13分)如图所示,边长为L的正方形导线框abcd,质量为m、电阻为R,垂直纸面向外的匀强磁场区域宽度为H(H>L),磁感应强度为B. 线框竖直上抛,线框ab边向上离开磁场时的速率是进入磁场时速率的一半,线框离开磁场后继续上升一段高度,然后落下并匀速进入磁场.不计空气阻力,整个运动过程中线框不转动.求线框向上

(1)ab边离开磁场时的速率;
(2)通过磁场过程中安培力所做的功;
(3)完全进入磁场过程中所通过横截面的电荷量.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,一质量为3 kg的平板车M放在光滑水平面上,在其右端放一质量为2 kg的小木块m,木块与平板车间动摩擦因数为μ=0.5,现给木块和平板车以大小相等、方向相反的初速度v0=3 m/s,(g取10 m/s2)求:

(1)运动过程中小木块不滑出平板车,平板车至少多长;
(2)从地面上看,小木块向左运动到离出发点最远处时,平板车向右运动位移大小.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,在抗洪救灾中,一架直升机通过绳索,用恒力F竖直向上拉起一个漂在水面上的木箱,使其由水面开始加速上升到某一高度,若考虑空气阻力而不考虑浮力,则在此过程中,以下说法正确的有 
A.力F所做功减去木箱克服阻力所做的功等于木箱重力势能的增量
B.木箱克服重力所做的功等于其重力势能的增量
C.力F、重力、阻力,三者合力所做的功等于木箱动能的增量
D.力F和阻力的合力所做的功等于木箱机械能的增量

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图a所示,质量m=1kg的物体静止在光滑的水平面上,t=0时刻,物体受到一个变力F作用,t=1s时,撤去力F,某时刻物体滑上倾角为37º的粗糙斜面;已知物体从开始运动到斜面最高点的v-t图像如图b所示,不计其他阻力,求:

(1)变力F做的功
(2)物体从斜面底端滑到最高点过程中克服摩擦力做功的平均功率
(3)物体回到出发点的动能

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,半径R="0.5" m的1/4圆弧接受屏位于电场强度方向向下的匀强电场中,OB水平,一质量为m=10-4kg,带电荷量为q=8.0×10-5 C的粒子从与圆弧圆心O等高且距O点0.3m的A点以初速度v0="3" m/s水平射出,粒子重力不计,粒子恰好能垂直打到圆弧曲面上的C点(图中未画出),取C点电势=0,则
A.该匀强电场的电场强度E="100" V/mB.粒子在A点的电势能为8×10-5 J
C.粒子到达C点的速度大小为m/sD.粒子速率为4m/s时的电势能为4.5×10-4 J

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科目:高中物理 来源:不详 题型:填空题

物体受到合力F的作用,由静止开始运动,力F随时间变化的图象如图所示,下列说法中正确的是(  )
A.该物体将始终向一个方向运动
B.3 s末该物体回到原出发点
C.0~3 s内,力F的冲量等于零,功也等于零
D.2~4 s内,力F的冲量不等于零,功却等于零

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(18分)如图,匀强磁场垂直铜环所在的平面,导体棒a的一端固定在铜环的圆心O处,另一端紧贴圆环,可绕O匀速转动.通过电刷把铜环、环心与两竖直平行金属板P、Q连接成如图所示的电路,R1、R2是定值电阻.带正电的小球通过绝缘细线挂在两板间M点,被拉起到水平位置;合上开关K,无初速度释放小球,小球沿圆弧经过M点正下方的N点到另一侧.
已知:磁感应强度为B;a的角速度大小为ω,长度为l,电阻为r;R1=R2=2r,铜环电阻不计;P、Q两板间距为d;带电的质量为m、电量为q;重力加速度为g.求:
(1)a匀速转动的方向;
(2)P、Q间电场强度E的大小;
(3)小球通过N点时对细线拉力T的大小.

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