练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
    1．如图（a），两相距L=0.5m的平行金属导轨固定于水平面上，导轨左端与阻值R=2Ω的电阻连接，导轨间虚线右侧存在垂直导轨平面的匀强磁场．质量m=0.2kg的金属杆垂直置于导轨上，与导轨接触良好，导轨与金属杆的电阻可忽略．杆在水平向右的恒定拉力作用下由静止开始运动，并始终与导轨垂直，其v-t图象如图（b）所示．在15s时撤去拉力，同时使磁场随时间变化，从而保持杆中电流为0．求：
    （1）金属杆所受拉力的大小F；
    （2）0-15s内匀强磁场的磁感应强度大小B0；
    （3）15-20s内磁感应强度随时间变化规律．

    分析 （1）根据金属杆的受力情况，由牛顿第二定律列方程，由v-t求出求出金属杆的加速度，然后求出拉力F．
    （2）应用安培力公式求出安培力，然后应用平衡条件求出磁感应强度．
    （3）当穿过回路的磁通量不变时不产生感应电流，据此求出磁感应强度的变化规律．

    解答 解：（1）由v-t图象可知，在0-10内，金属杆做匀加速直线运动，杆没有进入磁场，
    由牛顿第二定律得：F-μmg=ma1，
    由题意可知，15s末撤去拉力，没有感应电流，杆不受安培力作用，
    杆所受的合外力为滑动摩擦力，由牛顿第二定律得：μmg=ma2，
    由v-t图象可知，加速度：a1=$\frac{△{v}_{1}}{△{t}_{1}}$=$\frac{4}{10}$=0.4m/s2，a2=$\frac{△{v}_{2}}{△{t}_{2}}$=$\frac{4}{20-15}$=0.8m/s2，
    解得：F=0.24N；
    （2）在10-15s内，金属杆做匀速直线运动，速度：v=4m/s，
    金属杆受到的安培力：F安培=B0IL=$\frac{{B}_{0}^{2}{L}^{2}v}{R}$，
    金属杆做匀速直线运动，处于平衡状态，
    由平衡条件得：F=μmg+$\frac{{B}_{0}^{2}{L}^{2}v}{R}$，代入数据解得：B0=0.4T；
    （3）15-20s内部产生感应电流，穿过回路的磁通量保持不变，
    金属杆在10-15s内的位移：d=vt=4×5=20m，
    在15s后的金属杆的加速度：a=a2=0.8m/s2，
    金属杆的位移：x=v（t-15）-$\frac{1}{2}$a（t-15）2=4（t-15）-0.4（t-15）2，
    磁通量保持不变，则：B0Ld=BL（d+x），
    解得：B=$\frac{20}{50-（t-15）（t-25）}$T；
    答：（1）金属杆所受拉力的大小F为0.24N；
    （2）0-15s内匀强磁场的磁感应强度大小B0为0.4T；
    （3）15-20s内磁感应强度随时间变化规律为：B=$\frac{20}{50-（t-15）（t-25）}$T．

    点评 本题是电磁感应与力学相结合的综合题，知道感应电流产生的条件、应用牛顿第二定律、安培力公式、运动学公式即可正确解题．

    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：解答题

    11．已知地球与月球质量之比为81：1，半径之比为3.8：1，在地球表面上发射卫星至少需要7.9km/s的速度，问：在月球上发射一颗环绕月球表面运行的卫星需要多大的发射速度？

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    12．在“测定玻璃的折射率”实验中，一画好玻璃砖界面两直线aa′与bb′后，不小心误将玻璃砖向上稍平移了一点，如图左所示，若其他操作正确，则测得的折射率将（　　）
    A．变大B．变小
    C．不变D．变大、变小均有可能

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    9．一简谐横波沿水平绳向右传播，波速为v，周期为T，振幅为A．绳上两质点M、N的平衡位置相距$\frac{3}{4}$波长，N位于M右方．设向上为正，在t=0时M位移为+$\frac{A}{2}$，且向上运动；经时间t（t＜T），M位移仍为+$\frac{A}{2}$，但向下运动，则（　　）
    A．在t时刻，N恰好在波谷位置B．在t时刻，N位移为负，速度向上
    C．在t时刻，N位移为负，速度向下D．在2t时刻，N位移为-$\frac{A}{2}$，速度向下

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：填空题

    16．如图，汽车在平直路面上匀速运动，用跨过光滑定滑轮的轻绳牵引轮船，汽车与滑轮间的绳保持水平，当牵引轮船的绳与水平方向成θ角时，轮船速度为v，绳的拉力对船做功的功率为P，此时绳对船的拉力为$\frac{P}{vcosθ}$．若汽车还受到恒定阻力f，则汽车发动机的输出功率为fvcosθ+P．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：填空题

    3．如图所示，长0.5m的轻质细杆，一端固定有一个质量为3kg的小球，另一端由电动机带动，使杆绕O点在竖直平面内做匀速圆周运动，小球的速率为2m/s，取g=10m/s2．小球通过最高点时，对杆的压力大小6N，小球通过最低点时，对杆的拉力大小是54N．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    10．洛伦兹力演示仪是由励磁线圈（也叫亥姆霍兹线圈）、洛伦兹力管和电源控制部分组成的．励磁线圈是一对彼此平行的共轴串联的圆形线圈，它能够在两线圈之间产生匀强磁场．洛伦兹力管的圆球形玻璃泡内有电子枪，能够连续发射出电子，电子在玻璃泡内运动时，可以显示出电子运动的径迹．其结构如图所示．给励磁线圈通电，电子枪垂直磁场方向向左发射电子，恰好形成如“结构示意图”所示的圆形径迹，则下列说法正确的（　　）
    A．励磁线圈中的电流方向是逆时针方向
    B．若只增大加速电压，可以使电子流的圆形径迹的半径增大
    C．若只增大线圈中的电流，可以使电子流的圆形径迹的半径增大
    D．若两线圈间的磁感应强度已知，灯丝发出的电子的初速为零，加速电压为U，则可通过测量圆形径迹的直径来估算电子的比荷

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    7．如图，两根足够长的金属导轨ab、cd竖直放置，导轨间距离为L，电阻不计．在导轨上端并接两个额定功率均为P、电阻均为R的小灯泡．整个系统置于匀强磁场中，磁感应强度方向与导轨所在平面垂直．现将一质量为m、电阻可以忽略的金属棒MN从图示位置由静止开始释放．金属棒下落过程中保持水平，且与导轨接触良好．已知某时刻后两灯泡保持正常发光．重力加速度为g．则（　　）
    A．磁感应强度的大小为$\frac{mg}{2L}$$\sqrt{\frac{R}{P}}$
    B．磁感应强度的大小为$\frac{mg}{2L}$$\sqrt{\frac{P}{R}}$
    C．灯泡正常发光时导体棒的运动速率$\frac{mg}{2P}$
    D．灯泡正常发光时导体棒的运动速率$\frac{2P}{mg}$

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    8．如图所示，可视为质点质量为m的小球，在半径为R的竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动，下列有关说法中正确的是（　　）
    A．小球能够通过最高点时的最小速度为0
    B．小球能够通过最高点时的最小速度为$\sqrt{gR}$
    C．如果小球在最高点时的速度大小为$\sqrt{gR}$，则小球通过最高点时与管道间无相互作用力
    D．如果小球在最高点时的速度大小为2$\sqrt{gR}$，则此时小球对管道的内壁有作用力

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案