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【题目】如图所示,宽度为2d与宽度为d的两部分导轨衔接良好固定在水平面上,整个空间存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度大小为B,长度分别为2dd的导体棒甲和乙按如图的方式置于导轨上,已知两导体棒的质量均为m、两导体棒单位长度的电阻均为r0,现给导体棒甲以水平向右的初速度v0。假设导轨的电阻忽略不计、导体棒与导轨之间的摩擦可忽略不计,且两部分导轨足够长。求:

(1)当导体棒甲开始运动瞬间,甲、乙两棒的加速度大小分别为多大?

(2)导体棒甲匀速时的速度大小应为多大?

(3)两导体棒从开始运动到刚匀速的过程中两导体棒发生的位移分别是xx,试写出两导体棒的位移xx之间的关系式。

【答案】(1)(2)v0 (3)

【解析】

现给导体棒甲以水平向右的初速度v0可知,本题考查电磁感应现象中的动力学问题,根据法拉第的电磁感应定律与闭合电路欧姆定律综合牛顿运动定律进行求解。

(1) 导体棒甲刚开始运动时电源电动势为E2Bdv0

由题意整个电路的总电阻为

由闭合电路的欧姆定律,电路中的总电流大小为

由以上整理可得导体棒甲、乙所受的安培力大小分别为

由牛顿第二定律可知导体棒甲、乙的加速度大小分别为

(2) 由动量定理,对导体棒甲有

即:

同理对导体棒乙有

两导体棒均匀速运动时,有v22v1

联立以上可解得

(3)

由法拉第电磁感应定律得

整理得:

联立以上可得

练习册系列答案
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(1)若碰撞过程系统的动量守恒,则需验证的关系式为________

(2)如果将上述物理量均测量出,代入数据后发现碰前的动量略大于碰后的动量,请分析引起实验误差的原因:________

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【题目】如图甲所示,质量M=0.8 kg 的足够长的木板静止在光滑的水平面上,质量m=0.2 kg的滑块静止在木板的左端,在滑块上施加一水平向右、大小按图乙所示随时间变化的拉力F,4 s后撤去力F。若滑块与木板间的动摩擦因数μ=0.2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g=10 m/s2,则下列说法正确的是(  )

A. 0-4 s时间内拉力的冲量为3.2 N·s

B. t=4 s时滑块的速度大小为17.5 m/s

C. 木板受到滑动摩擦力的冲量为2.8 N·s

D. 木板的速度最大为2 m/s

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【题目】如图甲所示,由一根导线绕成的矩形线圈的匝数n10匝,质量m0.04 kg、高h0.05 m、总电阻R0.5 Ω、竖直固定在质量为M0.06 kg的小车上,小车与线圈的水平长度l相同。线圈和小车一起沿光滑水平面运动,并以初速度v02 m/s进入垂直纸面向里的有界匀强磁场,磁感应强度B1.0 T,运动过程中线圈平面和磁场方向始终垂直。若小车从刚进磁场位置1运动到刚出磁场位置2的过程中速度v随车的位移x变化的图象如图乙所示,则根据以上信息可知(

A. 小车的水平长度l10cm

B. 小车的位移x15cm时线圈中的电流I1.5A

C. 小车运动到位置3时的速度为1.0m/s

D. 小车由位置2运动到位置3的过程中,线圈产生的热量Q0.0875J

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【题目】如图所示,平行板电容器与直流电源连接,上极板接地.一带负电的油滴位于容器中的P点且处于静止状态.现将下极板竖直向下缓慢地移动一小段距离,则(

A. 带电油滴将竖直向上运动

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1cd绝缘杆通过半圆导轨最高点时的速度大小v

2)电阻R产生的焦耳热Q

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