练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
    精英家教网如图所示，有一足够长的光滑平行金属导轨，电阻不计，间距L=0.5m，导轨沿与水平方向成θ=30°倾斜放置，底部连接有一个阻值为R=3Ω的电阻．现将一根长也为L=0.5m质量为m=0.2kg、电阻r=2Ω的均匀金属棒，自轨道顶部静止释放后沿轨道自由滑下，下滑中均保持与轨道垂直并接触良好，经一段距离后进入一垂直轨道平面的匀强磁场中，如图所示．磁场上部有边界OP，下部无边界，磁感应强度B=2T．金属棒进入磁场后又运动了一段距离便开始做匀速直线运动，在做匀速直线运动之前这段时间内，金属棒上产生了Qr=2.4J的热量，且通过电阻R上的电荷量为q=0.6C，取g=10m/s2．求：
    （1）金属棒匀速运动时的速v0；
    （2）金属棒进入磁场后，当速度v=6m/s时，其加速度a的大小及方向；
    （3）磁场的上部边界OP距导轨顶部的距离S．
    分析：匀速运动时，金属棒受到重力、支持力和安培力作用．安培力与速度有关，根据平衡条件可求出速度．根据牛顿第二定律求出加速度．金属棒自轨道顶部静止释放后沿轨道自由滑下，其重力势能转化为动能和内能，根据能量守恒定律求得距离S．
    解答：解：（1）根据平衡条件得F安=mgsinθ
              又F安=BIL，I=
    E
    R+r
    ，E=BLv0
             得到F安=
    B2L2v0
    R+r

             联立解得
                  v0=
    mg(R+r)sinθ
    B2L2
    =5m/s
          （2）由牛顿第二定律，得
                 mgsinθ-F安=ma
             得到a=gsinθ-
     B2L2v
    m(R+r)
    =-1m/s2
             说明此时加速度大小为1m/s2，方向沿斜面向上．
        （3）由于金属棒r和电阻R上电流时刻相同，由焦耳定律Q=I2Rt，得知Q∝R
             则R产生的热量为QR=
    R
    r
    Qr=3.6J
            金属棒匀速运动整个电路产生的总热量Q=QR+Qr=6J
            在该过程中电路的平均电流为I=
    E
    R+r
    =
    △φ
    △t(R+r)

            设匀速前金属棒在磁场中位移为x，则此过程中通过R的电量为q=I?△t=
    △φ
    R+r
    =
    BLx
    R+r

            从释放到刚匀速运动过程中，由能量守恒定律得
                    mgsinθ（S+x）=
    1
    2
    m
    v
    2
    0
    +Q
           联立上式，解得S=
    m
    v
    2
    0
    +2Q
    2mgsinθ
    -
    q(R+r)
    BL
    =5.5m
    答：（1）金属棒匀速运动时的速v0为5m/s；
    （2）金属棒进入磁场后，当速度v=6m/s时，加速度大小为1m/s2，方向沿斜面向上；
    （3）磁场的上部边界OP距导轨顶部的距离S为5.5m．
    点评：本题电磁感应中的力学问题，电磁与力联系桥梁是安培力，这种类问题在于安培力的分析和计算．涉及热量常常从能量守恒研究．
    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：

    （2011?安徽模拟）如图所示，有一足够长斜面，倾角α=37°，一小物块质量为m，从斜面顶端A处由静止下滑，到B处后，受一与物体重力大小相等的水平向右恒力作用，开始减速，到C点减速到0（C点未画出）．若AB=225m．物块与斜面间动摩擦因素μ=0.5，sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2．
    求：
    （1）物体到达B点的速度多大？
    （2）BC距离多大？

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：

    如图所示，有一足够长的水平传送带以v0=4m/s的速度匀速运动，现将一质量m=2kg的物体以水平向左的初速度v1=8m/s从右端滑上传送带，向左运动速度v2=0时距离传送带的右端x=8m，求
    （1）物体与传送带间的动摩擦因数μ；
    （2）从物体的速度v2=0时开始计时，物体经过多长时间离开传送带．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：

    精英家教网如图所示，有一足够长的水平轨道AB，在B点处与一半径R=150m的光滑弧形轨道BC相切，一质量M=0.99kg的木块静止于B处．现有一颗质量m=10g的子弹以v0=300m/s的水平速度从左边射入木块（未穿出木块），由于子弹与木块相互作用的时间极短，所以假定子弹
    撞击木块后两者仍在B点，并且一起沿光滑弧形轨道上滑，能够到达高h=0.45m的最高处C．已知木块与水平轨道AB之间的动摩擦因数μ=0.5．试问：
    （1）子弹射入木块的瞬间由于摩擦产生了多少J的内能？
    （2）子弹射入木块后，木块经多长时间停下？

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源：2011届安徽省“江南十校”高三联考（理综）物理部分 题型：计算题

    如图所示，有一足够长斜面，倾角，一小物块从斜面顶端A处由静止下滑，到B处后，受一与物体重力大小相等的水平向右恒力作用，物体最终停在C点（C点未画出）。若.物块与斜面间动摩擦因素，，，
    求：（1）物体到达B点的速度多大？
    （2）BC距离多大？

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案