如图所示,倾角为=37°、电阻不计的、间距L=0.3 m且足够长的平行金属导轨处在磁感强度B=1 T、方向垂直于导轨平面的匀强磁场中.导轨两端各接一个阻值R0=2 Ω的电阻.在平行导轨间跨接一金属棒,金属棒质量m=1 kg电阻r=2 Ω,其与导轨间的动摩擦因数μ=0.5.金属棒以平行于导轨向上的初速度υ0=10 m/s上滑直至上升到最高点的过程中,通过上端电阻的电量Δq=0.1 C(sin37°=0.6,cos37°=0.8,取g=10 m/s2).
(1)金属棒的最大加速度;
(2)上端电阻R0中产生的热量.
解:(1)金属棒在上升的过程,切割磁感线产生的感应电动势为,
回路的总电阻R=r+==3 Ω(1分),回路中的感应电流I==
金属棒受到平行于导轨向下的安培力(2分)
金属棒还受到平行于导轨向下的力有mgsin、滑动摩擦力f=μmgcos
由牛顿运动定律可知mgsin+μmgcos+=ma(2分)
金属棒上升过程中的最大加速度对应的是金属棒的最大速度,金属棒上升过程做减速运动,所以金属棒上升过程中的最大加速度就是速度为υ0的瞬间
代入数据后得最大加速度amax=10.3 m/s2(2分)
(2)金属棒上升到最高点的过程中,通过上端电阻的电量Δq=0.1 C,即金属棒中通过的电量为2 Δq,设金属棒中的平均电流为通过金属棒的电量
(2分)
金属棒沿导轨上升的最大距离Δsmax=代入数据后得Δsmax=2 m(1分)
上端电阻与下端电阻相等,并联后电阻为1 Ω,再与金属棒的电阻r=2 Ω串联,外电路是产生的焦耳热为全电路焦耳热的,上端电阻的焦耳热Q又为外电路焦耳热的,全电路产生的焦耳热为6 Q.由能量守恒可知
(2分)
代入数据后得Q=5 J(2分)
科目:高中物理 来源:山东省济南外国语学校2010-2011学年高一下学期期末考试物理试题 题型:038
如图所示,倾角为θ=45°的粗糙平直导轨与半径为R的光滑圆环轨道相切,切点为B,整个轨道处在竖直平面内.一质量为m的小滑块从导轨上离地面高为h=3 R的D处无初速下滑进入圆环轨道.接着小滑块从圆环最高点C水平飞出,恰好击中导轨上与圆心O等高的P点,不计空气阻力.
求:(1)滑块运动到圆环最高点C时的速度的大小
(2)滑块运动到圆环最低点时对圆环轨道压力的大小
(3)滑块与斜轨之间的动摩擦因数
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源:2013届福建省安溪一中、养正中学高三上学期期中联考物理试卷(带解析) 题型:计算题
(12分)如图所示,倾角为30°的光滑斜面的下端有一水平传送带,传送带正以6 m/s的速度运动,运动方向如图所示.一个质量为2 kg的物体(物体可以视为质点),从h=3.2 m高处由静止沿斜面下滑,物体经过A点时,不管是从斜面到传送带还是从传送带到斜面,都不计其动能损失.物体与传送带间的动摩擦因数为0.5,物体向左最多能滑到传送带左右两端AB的中点处,重力加速度g=10 m/s2,则:
(1)物体由静止沿斜面下滑到斜面末端需要多长时间?
(2)传送带左右两端AB间的距离l至少为多少?
(3)上述过程中物体与传送带组成的系统产生的摩擦热为多少?
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源:2012-2013学年河北保定祖冲之中学高二上期期中联考物理试卷(一)(带解析) 题型:计算题
(8分)如图所示,倾角为θ=30°的光滑导体滑轨A和B,上端接入一电动势E=3 V、内阻不计的电源,滑轨间距为L=10 cm,将一个质量为m=30 g,电阻R=0.5 Ω的金属棒水平放置在滑轨上,若滑轨周围存在着垂直于滑轨平面的匀强磁场,当闭合开关S后,金属棒刚好静止在滑轨上,求滑轨周围空间的磁场方向和磁感应强度的大小.
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源:2014届云南大理州宾川县第四高级中学高二6月月考物理试卷(解析版) 题型:计算题
如图所示,倾角为30°的光滑斜面与粗糙的水平面平滑连接。现将一滑块(可视为质点)从斜面上A点由静止释放,最终停在水平面上的C点。已知A点距水平面的高度h=0.8m,B点距C点的距离L=2.0m。(滑块经过B点时没有能量损失,取g=10m/s2)求:
(1)滑块在运动过程中的最大速度;
(2)滑块与水平面间的动摩擦因数μ;
(3)滑块从A点释放后,经过时间t=1.0s时速度的大小。
查看答案和解析>>
湖北省互联网违法和不良信息举报平台 | 网上有害信息举报专区 | 电信诈骗举报专区 | 涉历史虚无主义有害信息举报专区 | 涉企侵权举报专区
违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com