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兩根足夠長(zhǎng)的光滑平行直導(dǎo)軌MN、PQ與水平面成θ角固定放置，兩導(dǎo)軌間距為L，M、P兩點(diǎn)間接有阻值為R的電阻。一根質(zhì)量為m的均勻直金屬桿ab置于兩導(dǎo)軌上，并與導(dǎo)軌垂直。整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，導(dǎo)軌和金屬桿的電阻均不計(jì)且接觸良好，重力加速度為g。

(1)求ab桿由靜止釋放后所能達(dá)到的最大速率vm；

(2)在ab桿由靜止釋放至達(dá)到最大速率的過程中，若電阻R產(chǎn)生的焦耳熱為Q，求該過程中ab桿下滑的距離x及通過電阻R的電荷量q。

 



解析：

(1)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有E = BLv                                             (1分)

根據(jù)歐姆定律有I =                                                          (1分)

根據(jù)安培力公式有FA = BIL                                                     (1分)

根據(jù)牛頓第二定律有mgsinθ -FA = ma                                            (2分)

即mgsinθ -  =ma

當(dāng)加速度a為零時(shí)，速度v達(dá)最大，速度最大值vm =                       (1分)

(2)根據(jù)能量守恒定律有mgxsinθ = mvm2 + Q                                        (2分)

得x =  +                                                      (1分)

通過電阻R的電荷量q =  =                                             (2分)

得q =  +                                                     (1分)


練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：


某同學(xué)采用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，請(qǐng)指出這個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中產(chǎn)生誤差的主要原因（找出兩條即可）:

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________。

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖甲，真空中有一半徑為R、電荷量為＋Q的均勻帶電球體，以球心為坐標(biāo)原點(diǎn)，沿半徑方向建立x軸。理論分析表明，x 軸上各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)隨x變化關(guān)系如圖乙，已知x1與R兩點(diǎn)間距大于R與x2的兩點(diǎn)間距，則

A．x2處場(chǎng)強(qiáng)大小為

B．x1、x2兩點(diǎn)處的電勢(shì)相同

C．球內(nèi)部的電場(chǎng)為勻強(qiáng)電場(chǎng)

D．假設(shè)將試探電荷沿x軸移動(dòng)，則從x1移到R處和從R移到x2處?kù)o電力做功相同

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科目：高中物理 來源： 題型：


甲、乙兩輛汽車在平直公路上沿同一方向做直線運(yùn)動(dòng)，t=0時(shí)刻兩車同時(shí)經(jīng)過公路旁的同一個(gè)路標(biāo)。在如圖所示的υ–t圖象中，直線a、b分別描述甲、乙兩車在0~20 s的運(yùn)動(dòng)情況，下列說法正確的是

A．在0~10 s內(nèi)兩車逐漸靠近

B．在10~20 s內(nèi)兩車逐漸遠(yuǎn)離

C．在5~15 s內(nèi)兩車的位移相等

D．在t=10 s時(shí)兩車恰好能相遇

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖所示，一固定斜面的傾角為30°，質(zhì)量為m的小物塊以某一初速度從底端沿斜面向上運(yùn)動(dòng)，其加速度大小為g，在小物塊上升高度為h的過程中，下列判斷正確的是

A．小物塊的動(dòng)能減少了mgh

B．小物塊的機(jī)械能減少了mgh

C．小物塊的重力勢(shì)能增加了mgh

D．小物塊克服摩擦力做功的功率隨時(shí)間均勻減小

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖所示，在動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.2的水平面上有一質(zhì)量m＝lkg的小球，一水平放置的輕彈簧一端與墻相連，另一端與小球相連，一不可伸長(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)繩一端與小球相連，另一端固定在天花板上，細(xì)繩與豎直方向成45°角，此時(shí)小球處于靜止?fàn)顟B(tài)，且水平面對(duì)小球的彈力恰好為零。取g＝10m/s2，小球所受的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，則在燒斷輕繩的瞬間，下列說法正確的是(    )

A．小球所受合外力為零                   B．小球的加速度大小為10m/s2，方向向左

C．小球的加速度大小為8m/s2，方向向左    D．小球所受合力的方向沿左下方，與豎直方向成45°角

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科目：高中物理 來源： 題型：


有兩個(gè)物理興趣小組在一次探究活動(dòng)中，想測(cè)量滑塊和長(zhǎng)木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)。

⑴第一小組：利用平衡條件來測(cè)量動(dòng)摩擦因數(shù)。

該小組同學(xué)設(shè)計(jì)了兩種實(shí)驗(yàn)方案：

方案A：長(zhǎng)木板固定，用彈簧秤拉動(dòng)木塊，如圖甲所示；

方案B：木塊通過彈簧秤連接到墻壁，用手拉動(dòng)木板，如圖乙所示。

①上述兩種方案中，你認(rèn)為更合理的方案是           (填“A”或“B”)，原因是               ；

②該實(shí)驗(yàn)中應(yīng)測(cè)量的物理量是                   ，滑塊和長(zhǎng)木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝         。

⑵第二小組：利用牛頓第二定律來測(cè)量動(dòng)摩擦因數(shù)。

實(shí)驗(yàn)裝置如圖丙所示，一端裝有定滑輪的、表面粗糙的長(zhǎng)木板固定在水平實(shí)驗(yàn)臺(tái)上，長(zhǎng)木板上有一滑塊，滑塊右側(cè)固定一輕小動(dòng)滑輪，鉤碼和彈簧測(cè)力計(jì)通過繞在滑輪上的水平輕繩相連，放開鉤碼，滑塊在長(zhǎng)木板上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。

實(shí)驗(yàn)時(shí)滑塊加速運(yùn)動(dòng)，讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F ′，處理紙帶，得到滑塊運(yùn)動(dòng)的加速度a；改變鉤碼個(gè)數(shù)，重復(fù)實(shí)驗(yàn)；以彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F ′為縱軸，加速度a為橫軸，得到的圖象是縱軸截距大小等于b的一條傾斜直線，如圖丁所示。已知滑塊和輕小動(dòng)滑輪的總質(zhì)量為m，重力加速度為g，忽略滑輪與輕繩之間的摩擦。則滑塊和長(zhǎng)木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝         。

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖所示，一質(zhì)量為M，長(zhǎng)為L的木板固定在光滑水平面上。一質(zhì)量為m的小滑塊以水平速度v0從木板的左端開始滑動(dòng)，滑到木板的右端時(shí)速度恰好為零。

（1）小滑塊在木板上的滑動(dòng)時(shí)間；

（2）若木塊不固定，其他條件不變，小滑塊相對(duì)木板靜止時(shí)距木板左端的距離。

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖所示的電路中，電源的電動(dòng)勢(shì)為6V，內(nèi)阻1Ω，兩定值電阻的阻值分別為9Ω和10Ω，開關(guān)S閉合后，電路中的電流為    ▲  A，A、B間的電壓為   ▲   V．

                

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同步練習(xí)冊(cè)答案