【题目】如图所示，竖直平面内有一半径为r、电阻为R1、粗细均匀的光滑半圆形金属环，在M、N处与距离为2r、电阻不计的平行光滑金属导轨ME、NF相接，E、F之间接有电阻R2，已知R1＝12R，R2＝4R.在MN上方及CD下方有水平方向的匀强磁场Ⅰ和Ⅱ，磁感应强度大小均为B.现有质量为m、电阻不计的导体棒ab，从半圆环的最高点A处由静止下落，在下落过程中导体棒始终保持水平，与半圆形金属环及轨道接触良好，设平行导轨足够长．已知导体棒下落
时的速度大小为v1，下落到MN处时的速度大小为v2.
(1)求导体棒ab从A处下落
时的加速度大小．
(2)若导体棒ab进入磁场Ⅱ后棒中电流大小始终不变，求磁场Ⅰ和Ⅱ之间的距离h和R2上的电功率P2.
(3)若将磁场Ⅱ的CD边界略微下移，导体棒ab刚进入磁场Ⅱ时的速度大小为v3，要使其在外力F作用下做匀加速直线运动，加速度大小为a，求所加外力F随时间变化的关系式．
【答案】（1）
（2）
； 
（3）
。
【解析】试题分析：（1）以导体棒为研究对象，棒在磁场I中切割磁感线，棒中产生感应电动势，导体棒ab从A下落r/2时，导体棒在重力与安培力作用下做加速运动，由牛顿第二定律，得
式中
由各式可得到
（2）当导体棒ab通过磁场II时，若安培力恰好等于重力，棒中电流大小始终不变，即
式中
解得
导体棒从MN到CD做加速度为g的匀加速直线运动，
有
得
此时导体棒重力的功率为
根据能量守恒定律，此时导体棒重力的功率全部转化为电路中的电功率，即
所以，
（3）设导体棒ab进入磁场II后经过时间t的速度大小为
，
此时安培力大小为
由于导体棒ab做匀加速直线运动，
有
根据牛顿第二定律，有
即：
由以上各式解得
53随堂测系列答案科目：高中物理 来源： 题型：
【题目】下列关于速度、速度变化量和加速度的说法中正确的是( )
A. 速度变化量越大，加速度一定越大
B. 速度变化量很小，加速度可能很大
C. 加速度越来越小，速度一定越来越小
D. 速度方向为正，加速度方向可能为负
查看答案和解析>>
科目：高中物理 来源： 题型：
【题目】如图所示，现有毛玻璃屏A，双缝B、白光光源C、单缝D和透红光的滤光片E等光学元件，要把它们放在下图所示的光具座上组装成双缝干涉装置，用以测量红光的波长。
(1)将白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光学元件，由左至右，表示各光学元件的字母排列顺序应为C、________、A。
(2)将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数如图甲所示。然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，记下此时图乙中手轮上的示数__________mm，求得相邻亮纹的间距Δx为________mm。
(3)已知双缝间距d为2.0×10－4m，测得双缝到屏的距离l为0.700m，由计算公式λ＝________，求得所测红光波长为________mm。
查看答案和解析>>
科目：高中物理 来源： 题型：
【题目】发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步圆轨道3．轨道1、2相切于P点，轨道2、3相切于Q点如图所示，则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，下列说法中正确的是（ ）
A. 卫星在轨道3上的速率小于在轨道1上的速率
B. 卫星在轨道3上的角速度大于在轨道1上的角速度
C. 卫星在轨道1具有的机械能小于它在轨道2具有的机械能
D. 卫星在轨道2上经过Q点时的加速度等于它在轨道3上经过Q点时的加速度
查看答案和解析>>
科目：高中物理 来源： 题型：
【题目】如图所示，一宽40cm的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里．一边长为20cm的正方形导线框位于纸面内，以垂直于磁场边界的恒定速度v=20cm/s通过磁场区域．在运动过程中，线框有一边始终与磁场区域的边界平行，取它刚进入磁场的时刻t=0，在下图所示的图线中，能正确反映感应电流随时间变化规律的是（ ）
A. 
B. 
C. 
D. 
查看答案和解析>>
科目：高中物理 来源： 题型：
【题目】如图所示，物体A和带负电的物体B用跨过定滑轮的绝缘轻绳连接，A、B的质量分别是m和2m，劲度系数为k的轻质弹簧一端固定在水平面上，另一端与物体A相连，倾角为θ的斜面处于沿斜面向上的匀强电场中，整个系统不计一切摩擦。开始时，物体B在一沿斜面向上的外力F=3mgsinθ的作用下保持静止且轻绳恰好伸直，然后撤去外力F，直到物体B获得最大速度，且弹簧未超过弹性限度，则在此过程中
A. 撤去外力F的瞬间，物体B的加速度为
B. B的速度最大时，弹簧的伸长量为
C. 物体A的最大速度为
D. 物体A、弹簧和地球所组成的系统机械能增加量大于物体B电势能的减少量
查看答案和解析>>
科目：高中物理 来源： 题型：
【题目】对静止在光滑水平面上的物体施加一水平拉力,当力刚开始作用的瞬间 ( )
A. 物体立即获得速度
B. 物体立即获得加速度
C. 物体同时获得速度和加速度
D. 由于物体未来得及运动,所以速度和加速度都为零
查看答案和解析>>
科目：高中物理 来源： 题型：
【题目】某同学设计了一个如图甲所示的实验电路，用以测定电源的电动势和内阻，使用的实验器材为：待测一节干电池、电流表A(量程0.6 A，内阻小于1 Ω)、电流表A1(量程0.6 A，内阻不知)、电阻箱(0～99.99 Ω)、滑动变阻器(0～10 Ω)、单刀双掷开关、单刀单掷开关各一个及导线若干.考虑到干电池的内阻较小，电流表的内阻不能忽略.
(1)该同学按图甲连线，闭合开关K，将开关S与C接通，通过调节滑动变阻器和电阻箱，读取电流表A的示数为0.20 A、电流表A1的示数为0.60 A、电阻箱(如图乙)的示数为________ Ω，则电流表A的内阻为________ Ω.
(2)利用图甲所示电路测定电源的电动势和内阻的实验步骤：
①请同学们按图甲所示电路在图丙中的实物上完成实验所需的线路连接；
②断开开关K，调节电阻箱R，将开关S接D，记录电阻箱的阻值和电流表示数；
③重复实验步骤②进行多次测量.
(3)图丁是由实验数据绘出的
－R图象，由此求出干电池的电动势E＝______V、内阻r＝________ Ω.(计算结果保留两位有效数字)
查看答案和解析>>
湖北省互联网违法和不良信息举报平台 | 网上有害信息举报专区 | 电信诈骗举报专区 | 涉历史虚无主义有害信息举报专区 | 涉企侵权举报专区
违法和不良信息举报电话：027-86699610 举报邮箱：58377363@163.com