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两平行金属导轨水平放置,一质量为m=0.2kg的金属棒ab垂直于导轨静止放在紧贴电阻R处,,其它电阻不计。导轨间距为d=0.8m,矩形区域MNPQ内存在有界匀强磁场,场强大小B=0.25T。MN=PQ=x=0.85m,金属棒与两导轨间动摩擦因数都为0.4,电阻R与边界MP的距离s=0.36m。在外力作用下让ab棒由静止开始匀加速运动并穿过磁场向右,加速度a=2m/s2 ,g取10m/s2

(1)求穿过磁场过程中平均电流的大小。

(2)计算自金属棒进入磁场开始计时,在磁场中运动的时间内,外力F随时间t变化关系。

(3)让磁感应强度均匀增加,用导线将a、b端接到一量程合适的电流表上,让ab棒重新由R处向右加速,在金属棒到达MP之前,电流表会有示数吗?简述理由。已知电流表与导轨在同一个平面内。


解答:(1)设金属棒到达MP、NQ时的速度分别为

则由,    得                    (1分)

  得                   (1分)

由电磁感应得                     (2分)

由欧姆定律                               (2分)

(2)因为进入磁场后受安培力      (2分) 

由牛二定律得                         (2分)

又因为                                           (1分)

则在进磁场后F                   

代入数据得  (N)其中                ( 2分)

 (3)可以有电流。只要导线、电表、导体棒组成的回路有磁感线穿过,根据法拉第电磁感应定律,闭合回路磁通量变化,可以产生感应电流。(此时金属棒和电阻R并联成为电路负载)

                                                                       ( 3分)


练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:


如图装置中绳子质量,滑轮质量及摩擦均不计,两物体质量分别为m1=m,m2=4m,m1,下端通过劲度系数为k的轻质弹簧与地面相连。

①系统静止时弹簧处于什么状态?形变量Δx为多少?

②用手托住m2,让m1静止在弹簧上,绳子绷直,但无拉力,然后放手,m1、m2会上下做简谐振动,求:m1、m2运动的最大速度分别为多大?

③在②问的情况下,当m2下降到最低点,m1上升到最高点时,求:此时m1、m2的加速度的大小各为多少?

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如图所示,AB是高h1=0.6m、倾角θ=37?的斜面,固定在水平桌面上,斜面下端是与桌面相切的一小段圆弧,且紧靠桌子边缘. 桌面距地面的高度h2=1.8m. 一个质量为m=1.0kg的小滑块从斜面顶端A由静止开始沿轨道下滑,运动到斜面底端B时沿水平方向离开斜面,落到水平地面上的C点. 已知小滑块经过B点时的速度大小v1=2m/s,g=10m/s2,sin37?=0.6,cos37?=0.8,不计空气阻力. 求:

⑴滑块与斜面间的动摩擦因数μ

⑵小滑块落地点C与B点的水平距离x

⑶小滑块落地时的速度大小v2.

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如图所示,为玻璃材料制成的一棱镜的截面图,一细光束从圆弧AB的中点E点沿半径射入棱镜后,恰好在圆心O点发生全反射,经CD面反射,再从圆弧的F点射出,已知,OA=aOD=.求:

①出射光线与法线夹角的正弦值

②光在棱镜中传播的时间.

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某家用桶装纯净水手压式饮水器如图所示,在手连续稳定的按压下,出水速度为v,供水系统的效率为η,现测量出桶底到出水管之间的高度差H,出水口倾斜,其离出水管的高度差可忽略,出水口的横截面积为S,水的密度为ρ,重力加速度为g,则下列说法正确的是(     )

A.出水口单位时间内的出水体积

B.出水口所出水落地时的速度

C.出水后,手连续稳定按压的功率为

D.手按压输入的功率等于单位时间内所出水的动能和重力势能之和

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两点电荷形成电场的电场线分布如图所示,若图中A、B两点处的场强大小分别为EA、EB,电势分别为,则(      )

A.     B.

C.     D.

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在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中,要测量一个标有“3V 1.5W”的灯泡两端的电压和通过它的电流,现有如下器材:

A.直流电源3V(内阻可不计) B.直流电流表0~600mA(内阻约0.5Ω) C.直流电压表0~3V(内阻约3kΩ) D.滑动变阻器(10Ω,1A)

E.滑动变阻器(1kΩ,300mA) F 开关、导线若干

(1)本实验中滑动变阻器选用 (填 “D” 或 “E ” )

(2)某同学用导线a、b、c、d、e、f、g和h连接的电路如下图所示,电路中所有元器件都是完好的,且电压表和电流表已调零。闭合开关后发现电压表的示数为2V,电流表的示数为零,小灯泡不亮,则可确定断路的导线是 ;若电压表示数为零,电流表的示数为0.3A,小灯泡亮,则断路的导线是 ;若反复调节滑动变阻器,小灯泡亮度发生变化,但电压表、电流表示数不能调为零,则断路的导线是

(3)下表中的各组数据是该同学在实验中测得的,根据表格中的数据在如图所示的方格纸上作出该灯泡的伏安特性曲线。

(4)如图所示,将两个这样的灯泡并联后再与5Ω的定值电阻R0串联,接在电压恒定为4V的电路上,每个灯泡的实际功率为 w(结果保留两位有效数字)。

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如图所示,质量为m=0.10 kg的小物块以初速度v0=4.0m/s,在粗糙水平桌面上做直线运动,经时间t=0.4 s后以速度v飞离桌面,最终落在水平地面上。已知物块与桌面间的动摩擦因数μ=0.25,桌面离地高h=0.45 m,不计空气阻力,重力加速度取g=10 m/s。求:

(1)小物块飞离桌面时的速度大小v

(2)小物块落地点距飞出点的水平距离s

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一水平抛出的小球落到一倾角为的斜面上时,其速度方向与斜面垂直,运动轨迹如右图中虚线所示。小球在竖直方向下落的距离与在水平方向通过的距离之比为(      )

A.    B.

C.    D.

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