【题目】如图所示,在匀强磁场中竖直放置两条足够长的平行导轨,磁场方向与导轨所在平面垂直,磁感应强度大小为B0,导轨上端连接一阻值为R的电阻和开关S,导轨电阻不计,两金属棒a和b的电阻都为R,质量分别为ma=0.02 kg和mb=0.01 kg,它们与导轨接触良好,并可沿导轨无摩擦地运动,若将b棒固定,开关S断开,用一竖直向上的恒力F拉a棒,稳定后a棒以v1=10 m/s的速度向上匀速运动,此时再释放b棒,b棒恰能保持静止。取g=10 m/s2。
(1)求拉力F的大小;
(2)若将a棒固定,开关S闭合,让b棒自由下滑,求b棒滑行的最大速度v2;
(3)若将a棒和b棒都固定,开关S断开,使磁感应强度从B0随时间均匀增加,经0.1 s后磁感应强度增大到2B0时,a棒受到的安培力大小正好等于a棒的重力,求两棒间的距离。
【答案】(1)0.3 N(2)7.5 m/s(3)1 m
【解析】(1)a棒做切割磁感线运动,产生的感应电动势为E=B0Lv1,a棒与b棒构成串联闭合电路,电流强度为I=
a棒、b棒受到的安培力大小为Fa=ILB0
Fb=ILB0
依题意,对a棒有F=Fa+Ga
对b棒有Fb=Gb
所以F=Ga+Gb=0.3 N
(2)a棒固定、开关S闭合后,当b棒以速度v2匀速下滑时,b棒滑行速度最大,b棒做切割磁感线运动,产生的感应电动势为E1=B0Lv2,等效电路图如图所示。
所以电流为I1=
b棒受到的安培力与b棒的重力平衡,有
Gb=
由(1)问可知Gb=Fb=
联立可得v2=7.5 m/s
(3)当磁场均匀变化时,产生的感应电动势为E2=
回路中电流为I2=
依题意有Fa2=2B0I2L=Ga
代入数据解得h=1 m
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】如图所示,在两根平行长直导线M、N 中,通入同方向同大小的电流,导线框abcd 和两导线在同一平面内,线框沿着与两导线垂直的方向,自左向右在两导线间匀速移动,在移动过程中,线框中感应电流的方向为( )
A. 沿abcda不变
B. 沿adcba不变
C. 由abcda 变成adcba
D. 由adcba 变成abcda
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】一质量为2 kg的物体受水平拉力F作用,在粗糙水平面上做加速直线运动时的a-t图象如图所示,t=0时其速度大小为2 m/s.滑动摩擦力大小恒为2 N,则( )
A. 在t=6 s的时刻,物体的速度为18 m/s
B. 在0~6 s时间内,合力对物体做的功为400 J
C. 在0~6 s时间内,拉力对物体的冲量为36 N·s
D. 在t=6 s的时刻,拉力F的功率为200 W
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】如图所示,地面光滑,质量为m1的A物块,以v0=10m/s的速度向右匀速运动.质量分别为m2﹑m3的物块B与C,由轻质并且处于原长状态的弹簧相固连,B﹑C和弹簧初始静止放置,某时刻A与B碰撞后立刻粘在一起.已知m1=2kg,m2=m3=3kg,求:
(1)A与B碰撞粘在一起后瞬间的速度大小
(2)此后运动过程中,弹簧被第一次压缩到最短时的弹性势能大小.
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】“探究平抛运动的规律”的实验中,用一张印有小方格的纸记录轨迹,在方格纸上建立如图所示的坐标系,小方格的边长L=6.4 cm,若小球在平抛运动实验中记录了几个位置如图中的a、b、c、d、e所示.(g=10 m/s2)
(1)图示的几个位置中,明显有问题的是________;
(2)小球平抛的初速度为________m/s;
(3)小球经过位置b的速度为________m/s.
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】如图所示,一个粗细均匀的圆形合金框架,直径为d,电阻为R。匀强磁场的磁感应强度为B,方向垂直框面向里,长为d,电阻为 的均匀金属棒AB与合金框架接触良好,AB与MO垂直且AB中点与M点相交。现用外力使棒以恒定速度v,沿垂直于半径OM的方向从M滑向圆心O,当金属棒滑过时( )
A. CD两端的电压为Bdv
B. AB段左侧与右侧合金框架的电功率之比为2:1
C. CD棒中的电流为
D. AB棒所受的安培力为
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】门楼同学利用图甲所示的电路测量电源电动势和内阻,图乙所示电路测Rx的阻值,两个电路使用同一电源。由于电压表和电流表内阻的影响会给实验带来一定的误差,其中,图甲中__________(填“电压表”或“电流表”)的内阻对实验结果无影响,图乙中__________(填“电压表”或“电流表”)的内阻对实验结果无影响。图丙是该同学根据实验测得的数据作出的图像,由图可知,电源的短路电流为___________A(结果保留两位有效数字)。
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】(10分)用甲图测量电源电动势E和内阻r 除了图中所给的器材,还有一只多用电表可用,通过多用电表来测量电源的路端电压和电路的电流,完成下面的实验步骤:
①断开开关S1、S2,把电阻箱的阻值调至最 (填“大”或“小”);
②多用电表接a、b,选择直流电压5V挡,闭合开关S1、S2,调节电阻箱的阻值,此时表盘指针指在如图乙的P位置,则读得U1= V,断开开关S1、S2;
③多用电表改接c、d,选择直流电流500mA挡,保持电阻箱阻值不变,闭合开关 ,此时表盘指针指在如图乙的Q位置,则读得I1= A,断开开关;
④用U1和I1列出计算电动势E和内阻r的表达式:
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】一列简谐机械横波沿 x 轴正方向传播,波速为 2m / s 。某时刻波形如图所示, a 、 b 两质点的平衡位置的横坐标分别为 xa =2.5m , x b =4.5m ,则下列说法中正确的是 ( )
A. 质点 b 振动的周期为 4 s
B. 平衡位置 x =10.5m 处的质点 (图中未画出)与 a 质点的振动情况总相同
C. 此时质点 a 的速度比质点 b 的速度大
D. 质点 a 从图示开始在经过 1 / 4 个周期的时间内通过的路程为 2cm
E. 如果该波在传播过程中遇到尺寸小于 8m 的障碍物,该波可发生明显的衍射现象
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