练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 高中物理 > 题目详情

    如图所示，足够长的U型金属框架放置在绝缘斜面上，斜面倾角30°，框架的宽度L＝1.0m、质量M=1.0kg。导体棒垂直放在框架上，且可以无摩擦的运动。设不同质量的导体棒ab放置时，框架与斜面间的最大静摩擦力均为Fmax=7N。导体棒ab电阻R＝0.02Ω，其余电阻一切不计。边界相距d的两个范围足够大的磁场Ⅰ、Ⅱ，方向相反且均垂直于金属框架，磁感应强度均为B=0.2T。导体棒ab从静止开始释放沿框架向下运动，当导体棒运动到即将离开Ⅰ区域时，框架与斜面间摩擦力第一次达到最大值；导体棒ab继续运动，当它刚刚进入Ⅱ区域时，框架与斜面间摩擦力第二次达到最大值。求：

    （1）磁场Ⅰ、Ⅱ边界间的距离d；

    （2）欲使框架一直静止不动，导体棒ab的质量应该满足的条件。

    （1）导体棒即将离开Ⅰ时，金属框受到的安培力沿斜面向下，对金属框由平衡条件得

    fmax = Mgsin300 + FA1max                                       （1分）

     求得：        FA1max =2N                                   （1分）

    导体棒受安培力：FA1max =  =2N                         （1分）

    求得：         v1 = 1m/s                                     （1分）

    导体棒刚进入Ⅱ时，金属框受到的安培力沿斜面向上，对金属框由平衡条件得

    fmax′ = FA2max－Mgsin300                                        （1分）

    求得：           FA2max =12N                                 （1分）

    导体棒受安培力：FA2max =  = 12N                        （1分）

    求得：         v2 = 6m/s                                     （1分）

    导体棒在两磁场边界之间运动时，

    mgsin300 = ma，

    求得：           a = 5m/s2                                   （1分）

    d= = 3.5m                                           （1分）

    （2）导体棒离开Ⅰ之前，速度至少要达到v1 = 1m/s。设此时在磁场Ⅰ中已经达到最大速度做匀速运动，由平衡条件得：

    m1gsin300 = FA1max                                            （2分）

    求得：         m1=0.4kg                                    （1分）

    欲使金属框架不动，导体棒刚进入Ⅱ后电流不再增大，做匀速运动。由平衡条件得：

    M2gsin300 = FA2max                                            （1分）

    求得：        m2=2.4kg                                      （1分）

    即导体棒的质量应为：0.4kg < m <2.4kg                          （1分）

    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：

    如图所示，足够长的U形导体框架的宽度L=0.5m，电阻可忽略不计，其所在平面与水平面成θ=37°角．有一磁感应强度B=0.8T的匀强磁场，方向垂直于导体框平面．一根质量m=0.2kg、电阻为R=2Ω的导体棒MN垂直跨放在U形框架上，某时刻起将导体棒由静止释放．已知导体棒与框架间的动摩擦因数μ=0.5．（已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2）
    （1）求导体棒刚开始下滑时的加速度的大小； 
    （2）求导体棒运动过程中的最大速度和重力的最大功率；
    （3）从导体棒开始下滑到速度刚达到最大的过程中，通过导体棒横截面的电量Q=2C，求导体棒在此过程中消耗的电能．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：

    精英家教网如图所示，足够长的U形导体框架的宽度L=0.5m，电阻忽略不计，其所在平面与水平面成θ=37°角，磁感应强度B=0.8T的匀强磁场方向垂直于导体框平面向上，一根质量m=0.2kg，有效电阻R=2Ω的导体棒MN垂直跨放在U形框架上，该导体棒与框架间的动摩擦因数μ=0.5，导体棒由静止开始沿框架下滑到刚开始匀速运动时，通过导体棒截面的电量共为Q=4C．求：
    （1）导体棒匀速运动的速度；
    （2）导体棒从开始下滑到刚开始匀速运动这一过程中，导体棒的电阻消耗的电功．（sin 37°=0.6，cos 37°=0.8，g=10m/s2）

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：

    精英家教网如图所示，足够长的U型金属框架放置在绝缘斜面上，斜面倾角30°，框架的宽度l=1.0m、质量M=1.0kg．导体棒ab垂直放在框架上，且可以无摩擦的运动．设不同质量的导体棒ab放置时，框架与斜面间的最大静摩擦力均为Fmax=7N．导体棒ab电阻R=0.02Ω，其余电阻一切不计．边界相距d的两个范围足够大的磁场Ⅰ、Ⅱ，方向相反且均垂直于金属框架，磁感应强度均为B=0.2T．导体棒ab从静止开始释放沿框架向下运动，当导体棒运动到即将离开Ⅰ区域时，框架与斜面间摩擦力第一次达到最大值；导体棒ab继续运动，当它刚刚进入Ⅱ区域时，框架与斜面间摩擦力第二次达到最大值．（g=10m/s2）．求：
    （1）磁场Ⅰ、Ⅱ边界间的距离d；
    （2）欲使框架一直静止不动，导体棒ab的质量应该满足的条件；
    （3）质量为1.6kg的导体棒ab在运动的全过程中，金属框架受到的最小摩擦力．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：

    精英家教网如图所示，足够长的U型光滑金属导轨平面与水平面成θ角，其中MN与PQ平行，导轨间距为L，导轨平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直，导轨电阻不计．金属捧ab由静止开始沿导轨下滑，并与两导轨始终保持垂直且良好接触，ab棒接入电路的电阻为R，当流过棒ab某一横截面的电量为q时．此时金属棒的速度大小为v，则金属棒ab在这一过程中（　　）
    A、ab棒运动的平均速度大小为
    v
    2
    B、此时金属棒的加速度为a=gsinθ-
    B2L2v
    mR
    C、此过程中产生的焦耳热为Q=BLvq
    D、金属棒ab沿轨道下滑的最大速度为
    mgR
    B2L2

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：

    精英家教网如图所示，足够长的U型金属框架放置在绝缘斜面上，斜面倾角30°，框架的宽度L=1.0m、质量M=1.0kg．导体棒ab垂直放在框架上，且可以无摩擦的运动．设不同质量的导体棒ab放置时，框架与斜面间的最大静摩擦力均为Fmax=7N．导体棒ab电阻R=0.02Ω，其余电阻一切不计．边界相距d的两个范围足够大的磁场Ⅰ、Ⅱ，方向相反且均垂直于金属框架，磁感应强度均为B=0.2T．导体棒ab从静止开始释放沿框架向下运动，当导体棒运动到即将离开Ⅰ区域时，框架与斜面间摩擦力第一次达到最大值；导体棒ab继续运动，当它刚刚进入Ⅱ区域时，框架与斜面间摩擦力第二次达到最大值．求：
    （1）磁场Ⅰ、Ⅱ边界间的距离d；
    （2）欲使框架一直静止不动，导体棒ab的质量应该满足的条件．

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案