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如图所示,ab、cd为两根相距2 m的平行金属导轨,水平放置在竖直向下的匀强磁场中,通以5 A的电流时,质量为3.6 kg 的金属棒?MN?沿导轨做匀速运动;当棒中电流增大到8 A时,棒能获得2 m/s2的加速度.求匀强磁场的磁感应强度的大小.

 

【答案】

1.2 T

【解析】设磁感应强度为B,金属棒与轨道间的动摩擦因数为μ,金属棒的质量为m,金属棒在磁场中的有效长度为L=2 m

当棒中的电流为时,金属棒所受到的安培力与轨道对棒的滑动摩擦力平衡,金属棒做匀速直线运动.由平衡条件可得:   ①

当金属棒中的电流为时,棒做加速运动,加速度为a,根据牛顿第二定律得:                ②

将①代入②得:

思路分析:对棒MN进行受力分析,棒在导轨方向上受安培力F和摩擦力f.然后结合力的平衡条件和牛顿第二定律分析解题

试题点评:本题是磁场知识与力学知识的综合,比较简单,安培力是桥梁,关键是安培力的方向判断和大小计算.

 

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,AB和CD是足够长的平行光滑导轨,其间距为L,导轨平面与水平面的夹角为θ.整个装置处在磁感应强度为B,方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中,.AC端连有电阻值为R的电阻.若将一质量为M、电阻为r的金属棒EF垂直于导轨在距BD端s处由静止释放,在棒EF滑至底端前会有加速和匀速两个运动阶段.今用大小为F,方向沿斜面向上的恒力把棒EF从BD位置由静止推至距BD端s处,突然撤去恒力F,棒EF最后又回到BD端.(导轨的电阻不计)
(1)求棒EF下滑过程中的最大速度;
(2)求恒力F刚推棒EF时棒的加速度;
(3)棒EF自BD端出发又回到BD端的整个过程中,电阻R上有多少电能转化成了内能?

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,ab、cd是竖直面内两根固定的光滑细杆,ab、cd两端位于相切的两个竖直圆周上,每根杆上都套着一个小滑环(图中未画出),两个滑环分别从a、c处释放(初速为0),用t1、t2依次表示滑环从a到b和从c到d所用的时间,则t1
等于
等于
t2.(填“大于、等于或小于”)

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,AB和CD为半径为R=1m的1/4圆弧形光滑轨道,BC为一段长2m的水平轨道.质量为2kg的物体从轨道A端由静止释放,若物体与水平轨道BC间的动摩擦因数为0.1,试求:
(l)物体第1次沿CD弧形轨道可上升的最大高度.
(2)物体最终停下来的位置与B点的距离.
(3)如果物体的质量是4千克,则物体最终停下来的位置与B点的距离.

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科目:高中物理 来源: 题型:

(2012?自贡模拟)如图所示,ab、cd为水平放置的足够长的平行光滑导轨,导轨间距l为0.5m,导轨左端连接一个4Ω的电阻R,将一根质量为0.2kg的金属棒ef垂直地放置导轨上,且与导轨接触良好.金属棒的电阻r大小为1Ω,导轨的电
阻不计.整个装置放在磁感强度B=2T的匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面向下,现对金属棒施加一水平向右的拉力F使棒从静止开始向右运动.当棒的速度达到v0=3m/s后保持拉力的功率恒为5W,从此时开始计时(即此时t=0),已知从计时开始直至金属棒达到稳定速度的过程中电流通过电阻R做的功为6.72J.试解答以下问题:
(1)金属棒达到的稳定速度V是多少?
(2)金属棒从t=0开始直至达到稳定速度所需的时间是多少?
(3)试估算金属棒从t=0开始,直至达到稳定速度的过程中通过电阻R的电荷量的最大值是多少?

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科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网如图所示,ab、cd是固定在竖直平面内的足够长的金属框架,bc段接有一阻值为R的电阻,其余电阻不计,ef是一条不计电阻的金属杆,杆两端与ab和cd接触良好且能无摩擦下滑(不计空气阻力),下滑时ef始终处于水平位置,整个装置处于方向垂直框面向里的匀强磁场中,ef从静止下滑,经过一段时间后闭合开关S,则在闭合开关S后(  )
A、ef的加速度大小不可能大于gB、无论何时闭合开关S,ef最终匀速运动时速度都相同C、无论何时闭合开关S,ef最终匀速运动时电流的功率都相同D、ef匀速下滑时,减少的机械能大于电路消耗的电能

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