[题目]如图所示.在倾角θ=37°的斜面上固定两根足够长的平行金属导轨(电阻可忽略不计).相距L=1.0m.导轨处于磁感应强度B=1.0T的匀强磁场中.磁场方向垂直导轨平面向上.下端接有一阻值为R=2.0Ω的电阻.一根质量m=1.0kg.电阻r=2.0Ω的导体棒MN垂直跨放在导轨上.该导体棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.5.t=0时刻导体棒受到平行于� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

精英家教网 > 高中物理 > 题目详情

【题目】如图所示，在倾角θ=37°的斜面上固定两根足够长的平行金属导轨(电阻可忽略不计)，相距L=1.0m，导轨处于磁感应强度B=1.0T的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向上，下端接有一阻值为R=2.0Ω的电阻。一根质量m=1.0kg、电阻r=2.0Ω的导体棒MN垂直跨放在导轨上，该导体棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.5，t=0时刻导体棒受到平行于导轨向上的外力作用由静止开始沿导轨以加速度a=2.0m/s向上做匀加速直线运动，重力加速度g=10m/s，求：

(1)t=0时刻外力的大小；

(2)如果前2s内在电阻R上产生的焦耳热为Q=4J，则该过程能的中外力做功为多少；

(3)若把磁场方向改为竖直向上，大小不变，导体棒在导轨上向上做匀加速直线运动过程中，写出外力随时间变化的关系式.

【答案】（1）12N （2）56J （3）F=12+0.2t （）

【解析】（1）静止开始时，对导体棒分析，由牛顿第二定律得F-mgsinθ-f=ma

f=μFN

FN=mgcosθ

F= mgsinθ+ mgcosθ+μmgcosθ

F=12N

（2）导体棒t时间位移为x=at2 速度v=at

电路中消耗的总的焦耳热

增加的重力势能△Ep=mgxsinθ

增加的动能Ek=mv2

摩擦产生的热量为QO=μmgxcosθ

由能量守恒得：外力做功W=Q总+△Ep+Qo

解得：W=56J

（3）若把磁场方向改为竖直向上，导体棒匀加速直线运动

安培力F安=BIL

E=BLvcosθ

v=at

由牛顿第二定律得： F-f-F安cosθ-mgsinθ=ma

又由FN+F安sinθ=mgcosθ

联立解得：F=12+0.2t

又由于FN≥0 F安sinθ≤mgcosθ

解得：

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！
更多初中、高中辅导课程推荐,点击进入>>

相关习题

科目：高中物理 来源： 题型：

【题目】利用如图所示的电路研究楞次定律，闭合电键S后，将线圈A插入线圈B中时，发现电流计G的指针向左偏一下，则下列判断正确的是

A. 闭合或断开电键S时，电流计的指针均向左偏

B. 闭合电键S后，向左移动滑动触头P，电流计的指针向右偏

C. 调换电源极性后，闭合电键S，电流计的指针右偏

D. 调换电源极性后，向左移动滑动触头P，电流计的指针向左偏

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源： 题型：

【题目】在竖直平面内有水平向右、场强为E=1×104N/C的匀强电场。在场中有一根长L=2m的绝缘细线，一端固定在O点，另一端系质量为0.04kg的带电小球，它静止时细线与竖直方向成37°角。如图所示，给小球一个初速度让小球恰能绕O点在竖直平面内做圆周运动，取小球在静止时的位置为电势能和重力势能的零点，下列说法正确的是(cos37°=0.8，g=10m/s2)

A. 小球所带电量为q=3.5×10-5C

B. 小球恰能做圆周运动动能最小值是0.96J

C. 小球恰能做圆周运动的机械能最小值是1.54J

D. 小球恰能做圆周运动的机械能最小值是0.5J

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源： 题型：

【题目】一U形玻璃管竖直放置，左端开口，右端封闭，左端上部有一光滑的轻活塞。初始时，管内汞柱及空气柱长度如图所示。用力向下缓慢推活塞，直至管内两边汞柱高度相等时为止。求此时右侧管内气体的压强和活塞向下移动的距离。已知玻璃管的横截面积处处相同；在活塞向下移动的过程中，没有发生气体泄漏；大气压强p0=75.0 cmHg。环境温度不变。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源： 题型：

【题目】一带电粒子仅在电场力作用下从A点开始以做直线运动，其v-t图像如图所示，粒子在时刻运动到B点，3时刻运动到C点，下列判断正确的是

A. A、B、C三点的电势关系为

B. A、B、C三点场强大小关系为

C. 粒子从A点经B点运动到C点，电势能先增加后减少

D. 粒子从A点经B点运动到C点，电场线先做正功后做负功

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源： 题型：

【题目】质量为2kg的物体在40N水平推力作用下，1s内沿竖直墙壁从静止开始下滑3m．求：（取g=10m/s2）

（1）物体运动的加速度；

（2）物体与墙间的动摩擦因数；

（3）若在1s末时把水平推力改为140N，请通过分析计算说明物体的运动情况．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源： 题型：

【题目】如图，在光滑的水平面上，有一静止的小车，甲、乙两人站在小车左、右两端，当他俩同时相向而行时，发现小车向右运动，下列说法中错误的是：（）

A. 乙的速度必定大于甲的速度

B. 乙对小车的冲量必定大于甲对小车的冲量

C. 乙的动量必定大于甲的动量

D. 甲、乙的动量之和必定不为零

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源： 题型：

【题目】压力波测量仪可将待测压力波转换成电压信号，其原理如图1所示，压力波p（t）进入弹性盒后，通过与铰链O相连的“”型轻杆L，驱动杆端头A处的微型霍尔片在磁场中沿x轴方向做微小振动，其位移x与压力p成正比（）。霍尔片的放大图如图2所示，它由长×宽×厚=a×b×d，单位体积内自由电子数为n的N型半导体制成，磁场方向垂直于x轴向上，磁感应强度大小为。无压力波输入时，霍尔片静止在x=0处，此时给霍尔片通以沿方向的电流I，则在侧面上D1、D2两点间产生霍尔电压U0.