[题目]如图所示.两根固定的光滑的金属导轨水平部分与倾斜部分平滑连接.两导轨间距为L=0.5m.导轨的倾斜部分与水平面成α=37°角.导轨的倾斜部分有一个匀强磁场区域abcd.磁场方向垂直于斜面向上.导轨的水平部分在距离斜面底端足够远处有两个匀强磁场区域.磁场方向竖直且相反.所有磁场的磁感应强度大小均为B=1T.每个磁场区沿导� 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，两根固定的光滑的金属导轨水平部分与倾斜部分平滑连接，两导轨间距为L=0.5m，导轨的倾斜部分与水平面成α=37°角。导轨的倾斜部分有一个匀强磁场区域abcd，磁场方向垂直于斜面向上，导轨的水平部分在距离斜面底端足够远处有两个匀强磁场区域，磁场方向竖直且相反，所有磁场的磁感应强度大小均为B=1T，每个磁场区沿导轨的长度均为L=0.5m，磁场左、右两侧边界均与导轨垂直。现有一质量为m=0.5kg，电阻为r=0.2Ω，边长也为L的正方形金属线框PQMN，从倾斜导轨上由静止释放，金属线框在MN边刚滑进磁场abcd时恰好做匀速直线运动，此后，金属线框从导轨的倾斜部分滑上水平部分。取重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：

(1)金属线框刚释放时MN边与ab的距离s；

(2)可调节cd边界到水平导轨的高度，使得线框刚进入水平磁场区时速度大小为8m/s，求线框在穿越水平磁场区域过程中的加速度的最大值；

(3)若导轨的水平部分有多个连续的长度均为L磁场，且相邻磁场方向相反，求在(2)的条件下，线框在水平导轨上从进入磁场到停止的位移和在两导轨上运动过程中线框内产生的焦耳热。

【答案】(1) 0.48m；(2)a=67.5m/s2；(3)Q=19J；

【解析】(1)设金属线框刚进入磁场区域abcd的速度为v1，则线框中产生的感应电动势：

根据欧姆定律：

安培力：

依题意，有：

线框下滑距离s的过程中，根据机械能守恒定律，有：

联立以上各式解得：；

(2)设金属线框MN边刚进入水平导轨上第一个磁场区时速度为，MN边即将进入第二个磁场区时速度为，线框从刚进入第一个磁场区到刚要进入第二个磁场区的过程中，根据动量定理，有：，即

又：

得：

此时：，，，

得加速度最大值：；

(3)MN边刚进入第二个磁场区时速度为，此后在安培力作用下减速到0，

且安培力表达式为：，

设该过程位移为x，由动量定理有：

即：

得：

故位移为：

根据能量守恒定律，金属线框内产生的焦耳热为：

代入数据可以得到：。

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】在杂技表演中，猴子沿竖直杆向上做初速度为零、加速度为a的匀加速运动，同时人顶着直杆以速度v0水平匀速移动，经过时间t，猴子沿杆向上移动的高度为h，人顶杆沿水平地面移动的距离为x，如图所示．关于猴子的运动情况，下列说法中正确的是(　　)

A. 相对地面的运动轨迹为直线

B. 相对地面做变加速曲线运动

C. t时刻猴子对地的速度大小为v0＋at

D. t时间内猴子对地的位移大小为

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源： 题型：

【题目】实际电流表有内阻，可等效为理想电流表与电阻的串联，测量实际电流表G1内阻r1的电路如图1所示，供选择的仪器如下：

①待测电流表G1（0～5mA，内阻约300Ω）；

②电流表G2（0～10mA，内阻约100Ω）；

③定值电阻R1（300Ω）；

④定值电阻R2（10Ω）；

⑤滑动变阻器R3（0～1000Ω）；

⑥滑动变阻器R4（0～20Ω）；

⑦干电池（1.5V）；

⑧电键S及导线若干．

按电路连接电路，多次移动滑动触头，记录相应的G1、G2读数I1、I2，作出相应的图线，如图所示

（1）定值电阻应选_______，滑动变阻器应选________．（在空格内填写序号）；

（2）根据I2-I1图线的斜率k及定值电阻，写出待测电流表内阻的表达式_______。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源： 题型：

【题目】据国际小行星中心通报：中科院紫金山天文台1981年10月23日发现的国际永久编号为4073号的小行星已荣获国际小行星中心和国际小行星中心命名委员会批准，正式命名为“瑞安中学星”．这在我国中等学校之中尚属首次．“瑞安中学星”沿着一个近似圆形的轨道围绕太阳运行，轨道半径长约3．2天文单位（一个天文单位为日地间的平均距离），则“瑞安中学星”绕太阳运行一周大约需（）

A. 1年 B. 3．2年 C. 5．7年 D. 6．4年

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源： 题型：

【题目】波粒二象性是微观世界的基本特征，以下说法正确的有 .

A. 光电效应现象揭示了光的粒子性

B. 热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性

C. 黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释

D. 动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波长也相等

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源： 题型：

【题目】某同学用图甲所示装置通过半径相同的A、B两球的碰撞来寻找碰撞中的不变量，图中PQ是斜槽，QR为水平槽，实验时先使A球从斜槽上某一固定位置C由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹，重复上述操作10次，得到10个落点痕迹，再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让A球仍从位置C由静止开始滚下，和B球碰撞后，A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹，重复这种操作10次，图中O是水平槽末端口在记录纸上的垂直投影点，P，为未放被碰小球B时A球的平均落点，M为与B球碰后A球的平均落点，N为被碰球B的平均落点．若B球落点痕迹如图乙所示，其中米尺水平放置，且平行于OP，，米尺的零点与O点对齐。

（1）在以下选项中，哪些是本次实验必须进行的测量?答：_____(填选项号)．

A．水平槽上未放B球时，测量A球落点位置到O点的距离

B．A球与B球碰撞后，测量A球落点位置到O点的距离

C．测量A球或B球的直径

D．测量A球和B球的质量

E．测量G点相对于水平槽面的高度

（2）碰撞后B球的水平射程应为_____cm

（3）下列有利于减小实验误差的是____。

A．选择大小一样且入射小球A的质量必须大于被碰小球B的质量；

B．斜槽PQ和水平槽QR必须光滑且水平槽QR末端应水平；

C．入射小球A每次都必须从同一位置以相同的初速度释放；

（4）若A球和B球的质量分别为MA、MB ，写出探究碰撞中的不变量的表达式__________________。（用MA、MB、OM、ON、OP，表示）

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源： 题型：

【题目】如图所示，某生产厂家为了测定该厂所生产的玩具车的性能，将两个完全相同的玩具车A、B并排放在两平行且水平的轨道上，分别通过挂钩连接另一个与玩具车等质量的货车(无牵引力)，控制两车以相同的速度v0做匀速直线运动。某时刻，通过控制器使两车的挂钩断开，玩具车A保持原来的牵引力不变，玩具车B保持原来的输出功率不变，当玩具车A的速度为2v0时，玩具车B的速度为1.5v0，则( )