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，在倾角为30°的绝缘斜向上，固定两条无限长的平行光滑金属导轨，匀强磁场B垂直于斜面向上，磁感应强度B=0.4T，导轨间距L=0.5m两根金属棒ab、cd与导轨垂直地放在导轨上，金属棒质量mab=0.1kg，mcd=0.2kg，两金属棒总电阻r=0.2Ω，导轨电阻小计．现使金属棒ab以v=1.5m/s的速度沿斜面向上匀速运动．求：（g取10m/s2）
    （1）金属棒cd的最大速度；
    （2）在cd为最大速度时．作用在金属棒ab上的外力做功的功率．

    【答案】分析：（1）开始时ab杆沿斜面向上运动，而cd杆所受合力沿斜面向下，因此沿斜面向下运动，产生与cd棒同向的感应电动势，随着速度的增大，安培力也逐渐增大，cd棒达到匀速运动状态，速度达到最大．根据法拉第电磁感应定律、欧姆定律得到cd棒棒所受的安培力与速度的关系，对cd棒，由平衡条件列式，即可求出cd棒的最大速度．
    （2）对ab棒，根据平衡条件求得外力的大小，由公式P=Fv求出外力的功率大小．
    解答：解：（1）当ab棒匀速向上运动时，切割磁感线产生感应电流，使cd棒受到沿斜面向上的安培力，但由于安培力较小，则cd棒将向下加速运动，产生与cd棒同向的感应电动势，最终cd棒匀速运动，达到最大速度，最大速度为vm．
    对于cd棒，有 mcdgsin30°=F安=BIL；
    又I==；
    联立以上两式得 vm=3.5m/s，方向沿斜面向下．
    （2）当cd棒速度最大时，ab棒仍以v=1.5m/s的速度匀速运动，则有
      F外=mabgsin30°+F安=mabgsin30°+BIL
    又作用在金属棒ab上的外力做功的功率P外=F外v．
    所以解得P外=2.25W
    答：
    （1）金属棒cd的最大速度为3.5m/s，方向沿斜面向下．
    （2）在cd为最大速度时．作用在金属棒ab上的外力做功的功率为2.25W．
    点评：本题是双杆模型，分析杆的运动情况是基础，关键要能确定出安培力与速度的关系式，运用平衡条件求解．
    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，在倾角为θ=30°的斜面上，固定一宽L=0.25m的平行金属导轨，在导轨上端接入电源和变阻器．电源电动势E=12V，内阻r=1.0Ω一质量m=20g的金属棒ab与两导轨垂直并接触良好．整个装置处于磁感强度B=0.80T、垂直于斜面向上的匀强磁场中（导轨与金属棒的电阻不计）．金属导轨是光滑的，取g=10m/s2，要保持金属棒在导轨上静止，求：
    （1）金属棒所受到的安培力；
    （2）通过金属棒的电流；
    （3）滑动变阻器R接入电路中的阻值．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：

    如图所示，在倾角为θ的光滑固定斜面上，劲度系数分别为k1、k2的两个轻弹簧平行于斜面悬挂着，k1在上 k2在下，两弹簧之间有一质量为m1的重物，现用力F（未知）沿斜面向上缓慢推动m2，当两弹簧的总长等于两弹簧的原长之和时，
    求：（1）k1轻弹簧的形变量
    （2）m1上移的距离
    （3）推力F的大小．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：

    如图所示，在倾角为30°的斜面上，放置两条宽L=0.5m的平行导轨，将电源、滑动变阻器用导线连接在导轨上，在导轨上横放一根质量m=0.2kg的金属杆ab，电源电动势E=12V，内阻r=0.3Ω，金属杆与导轨间最大静摩擦力为fm=0.6N，磁场方向垂直轨道所在平面，B=0.8T．金属杆ab的电阻为0.2Ω，导轨电阻不计．欲使杆的轨道上保持静止，滑动变阻器的电阻的取值范围多大？（g取10m/s2）

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：

    如图所示，在倾角为30°的斜面上，由A点水平抛出一个物体，落在斜面上的B点处，A与B两点间距离是10m，（ 取g=10m/s2）求：
    （1）物体飞行的水平距离；
    （2）物体在空中飞行的时间；
    （3）初速度大小．

    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，在倾角为θ的光滑斜面上，存在着两个大小相等、方向相反的匀强磁场，磁场方向与斜面垂直，两磁场的宽度MJ和JG均为L，一个质量为m、电阻为R、边长也为L的正方形导线框，由静止开始沿斜面下滑，当ab边刚越过GH进入磁场时，线框恰好以速度v0做匀速直线运动；当ab边下滑到JP与MN的中间位置时，线框又恰好以速度v做匀速直线运动．则下列说法正确的是（　　）
    A、v=v0
    B、线框离开MN的过程中电流方向为adcba
    C、当ab边刚越过JP时，线框加速度的大小为3 gsinθ
    D、从ab边刚越过GH到ab边刚越过MN过程中，线框产生的热量为2mgLsinθ+
    15
    32
    mv02

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案