如图所示, 金属导轨是由倾斜和水平两部分圆滑相接而成, 倾斜部分与水平夹角q =37°,导轨电阻不计。abcd矩形区域内有垂直导轨平面的匀强磁场,bc =" ad" =" s" =" 0.20" m。导轨上端搁有垂直于导轨的两根相同金属杆P1、P2,且P1位于ab与P2的中间位置,两杆电阻均为R,它们与导轨的动摩擦因数m =" 0.30," P1杆离水平轨道的高度h =" 0.60m," 现使杆P2不动,让P1杆静止起滑下,杆进入磁场时恰能做匀速运动,最后P1杆停在AA¢位置。
求:
(1)P1杆在水平轨道上滑动的距离x;
(2)P1杆停止后,再释放P2杆,为使P2杆进入磁场时也做匀速运动,事先要把磁场的磁感应强度大小调为原来的多少倍?
(3)若将磁感应强度B调为原来3倍,再释放P2,问P2杆是否有可能与P1杆不碰撞? 为什么?
(1)0.96m(2)0.84倍(3)发生碰撞
【解析】
试题分析:(1) 设杆的质量为m, 则杆进入磁场时受到的安培力
F = mgsinq -m mgcosq (2分)
对P1杆运动的全过程,根据动能定理:
(4分)
解得: (3分)
(2) 设杆长为l、进入磁场时速度为v, 杆进入磁场能做匀速运动,满足:
B I l = mgsinq -m mg cosq
得: 可见B与成反比. (4分)
设杆下滑加速度为a, 由题意P1、P2杆到ab的距离可记为L、2L,则
(2分)
可得磁感应强度调后B2与调前B1之比
=0.84 所以应调到原来的0.84倍 (3分)
(3) P2杆必与P1杆发生碰撞. (2分)
因为此条件下, P2杆进入磁场后做加速度变小的减速运动, 它离开磁场时的速度必大于P1杆离开磁场时的速度. (2分)
考点:本题考查切割产生的感应电动势与电路的结合及功能关系的结合,
点评:在分析中要注意物体运动状态(加速、匀速或平衡)由牛顿第二定律可得出对应的表达式,从而联立求解.
科目:高中物理 来源: 题型:
如图所示, 金属导轨是由倾斜和水平两部分圆滑相接而成, 倾斜部分与水平夹角q =37°,导轨电阻不计。abcd矩形区域内有垂直导轨平面的匀强磁场,bc = ad = s = 0.20 m。导轨上端搁有垂直于导轨的两根相同金属杆P1、P2,且P1位于ab与P2的中间位置,两杆电阻均为R,它们与导轨的动摩擦因数m = 0.30, P1杆离水平轨道的高度h = 0.60m, 现使杆P2不动,让P1杆静止起滑下,杆进入磁场时恰能做匀速运动,最后P1杆停在AA¢位置。
求: (1)P1杆在水平轨道上滑动的距离x。
(2)P1杆停止后, 再释放P2杆, 为使P2杆进入磁场时也做匀速运动, 事先要把磁场的磁感应强度大小调为原来的多少倍?
(3)若将磁感应强度B调为原来3倍, 再释放P2, 问
P2杆是否有可能与P1杆不碰撞? 为什么?
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科目:高中物理 来源:2011-2012学年度浙江省宁波市鄞州区高三高考适应性考试物理卷 题型:计算题
如图所示, 金属导轨是由倾斜和水平两部分圆滑相接而成, 倾斜部分与水平夹角q=37°,导轨电阻不计。abcd矩形区域内有垂直导轨平面的匀强磁场,bc = ad = s =" 0.20" m。导轨上端搁有垂直于导轨的两根相同金属杆P1、P2,且P1位于ab与P2的中间位置,两杆电阻均为R,它们与导轨的动摩擦因数m=" 0.30," P1杆离水平轨道的高度h =" 0.60m," 现使杆P2不动,让P1杆静止起滑下,杆进入磁场时恰能做匀速运动,最后P1杆停在AA¢位置。
求: (1)P1杆在水平轨道上滑动的距离x。
(2)P1杆停止后, 再释放P2杆, 为使P2杆进入磁场时也做匀速运动, 事先要把磁场的磁感应强度大小调为原来的多少倍?
(3)若将磁感应强度B调为原来3倍, 再释放P2, 问
P2杆是否有可能与P1杆不碰撞? 为什么?
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科目:高中物理 来源:2013届浙江乐清高三上学期期末教学质量检测物理试卷(带解析) 题型:计算题
如图所示, 金属导轨是由倾斜和水平两部分圆滑相接而成, 倾斜部分与水平夹角q =37°,导轨电阻不计。abcd矩形区域内有垂直导轨平面的匀强磁场,bc =" ad" =" s" =" 0.20" m。导轨上端搁有垂直于导轨的两根相同金属杆P1、P2,且P1位于ab与P2的中间位置,两杆电阻均为R,它们与导轨的动摩擦因数m =" 0.30," P1杆离水平轨道的高度h =" 0.60m," 现使杆P2不动,让P1杆静止起滑下,杆进入磁场时恰能做匀速运动,最后P1杆停在AA¢位置。
求:
(1)P1杆在水平轨道上滑动的距离x;
(2)P1杆停止后,再释放P2杆,为使P2杆进入磁场时也做匀速运动,事先要把磁场的磁感应强度大小调为原来的多少倍?
(3)若将磁感应强度B调为原来3倍,再释放P2,问P2杆是否有可能与P1杆不碰撞? 为什么?
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科目:高中物理 来源:2012届度浙江省宁波市鄞州区高三高考适应性考试物理卷 题型:计算题
如图所示, 金属导轨是由倾斜和水平两部分圆滑相接而成, 倾斜部分与水平夹角q =37°,导轨电阻不计。abcd矩形区域内有垂直导轨平面的匀强磁场,bc = ad = s = 0.20 m。导轨上端搁有垂直于导轨的两根相同金属杆P1、P2,且P1位于ab与P2的中间位置,两杆电阻均为R,它们与导轨的动摩擦因数m = 0.30, P1杆离水平轨道的高度h = 0.60m, 现使杆P2不动,让P1杆静止起滑下,杆进入磁场时恰能做匀速运动,最后P1杆停在AA¢位置。
求: (1)P1杆在水平轨道上滑动的距离x。
(2)P1杆停止后, 再释放P2杆, 为使P2杆进入磁场时也做匀速运动, 事先要把磁场的磁感应强度大小调为原来的多少倍?
(3)若将磁感应强度B调为原来3倍, 再释放P2, 问
P2杆是否有可能与P1杆不碰撞? 为什么?
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