练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
    如图所示，两根足够长的平行金属导轨由倾斜和水平两部分平滑连接组成，导轨间距L=1m，倾角θ=45°，水平部分处于磁感应强度B=1T的匀强磁场中，磁场方向竖直向上，磁场左边界MN与导轨垂直．金属棒ab质量m1=0.2kg，电阻R1=1Ω，金属棒cd质量m2=0.2kg，电阻R2=3Ω，导轨电阻不计，两棒与导轨间动摩擦因数μ=0.2．开始时，棒ab放在斜导轨上，与水平导轨高度差h=1m，棒cd放在水平轨上，距MN距离为s．两棒均与导轨垂直，现将ab棒由静止释放，取g=10m/s2．求：

    （1）棒ab运动到MN处的速度大小；
    （2）棒cd运动的最大加速度；
    （3）若导轨水平部分光滑，要使两棒不相碰，棒cd距离MN的最小距离s．
    【答案】分析：（1）金属棒下降的过程中，重力与摩擦力做功的和等于动能的增加．
    （2）运用法拉第电磁感应定律求出感应电动势，求出安培力，再使用牛顿第二定律求出加速度；
    （3）运用动量守恒定律求出棒cd距离MN的最小距离时它们的共同速度，运用动量定理求出速度的变化量．根据能量守恒定律，求出产生的焦耳热．
    解答：解：（1）对ab运用动能定理得

    代人数据得：m/s
    （2）棒ab运动到MN处，cd加速度最大
    Em=BLv
      
    ∴N
    由牛顿第二定律：Fm-μm2g=m2a
    解得：a=3m/s2
    （3）在不相碰的情况下，两棒最终速度必相等，设为vm，ab、cd组成的系统在水平方向任一时刻ab棒与cd棒受到的安培力总是大小相等，方向相反，故系统的水平方向的动量守恒，得：
        mv=2mvm
    即：m/s
    设某时刻ab的速度为v1，cd的速度为v2，在极小的△t内，ab速度变化为△v
    则：Φ
      
    由牛顿运动定律有
    得
    两棒在水平导轨运动的相对位移，即为两棒不相碰的最小距离，
      =
    联立以上各公式，代人数据求得：s=1.6m
    答：（1）棒ab运动到MN处的速度大小是4m/s；
    （2）棒cd运动的最大加速度3m/s2；
    （3）棒cd距离MN的最小距离是1.6m
    点评：该题考查了多个知识点的综合运用．做这类问题我们还是应该从运动过程和受力分析入手研究，运用一些物理规律求解问题．
    能量的转化与守恒的应用非常广泛，我们应该首先考虑．
    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！
    相关习题

    科目：高中物理 来源： 题型：

    如图所示，两根足够长的光滑金属导轨MN、PQ平行放置，导轨平面与水平面的夹角为θ，导轨的下端接有电阻．当导轨所在空间没有磁场时，使导体棒ab以平行导轨平面的初速度v0冲上导轨平面，ab上升的最大高度为H；当导轨所在空间存在方向与导轨平面垂直的匀强磁场时，再次使ab以相同的初速度从同一位置冲上导轨平面，ab上升的最大高度为h．两次运动中导体棒ab始终与两导轨垂直且接触良好．关于上述情景，下列说法中正确的是（　　）

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：

    精英家教网如图所示，两根足够长的平行光滑金属导轨MN、PQ与水平面的夹角为α=30°，导轨电阻不计，导轨处在垂直导轨平面斜向上的有界匀强磁场中．两根电阻都为R=2Ω、质量都为m=0.2kg的完全相同的细金属棒ab和cd垂直导轨并排靠紧的放置在导轨上，与磁场上边界距离为x=1.6m，有界匀强磁场宽度为3x=4.8m．先将金属棒ab由静止释放，金属棒ab刚进入磁场就恰好做匀速运动，此时立即由静止释放金属棒cd，金属棒cd在出磁场前已做匀速运动．两金属棒在下滑过程中与导轨接触始终良好（取重力加速度g=10m/s2）．求：
    （1）金属棒ab刚进入磁场时棒中电流I；
    （2）金属棒cd在磁场中运动的过程中通过回路某一截面的电量q；
    （3）两根金属棒全部通过磁场的过程中回路产生的焦耳热Q．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：

    如图所示，两根足够长的固定平行金属导轨位于同一水平面内，导轨间的距离为L，导轨上横放着两根导体棒ab和cd．设两根导体棒的质量皆为m，电阻皆为R，导轨光滑且电阻不计，在整个导轨平面内都有竖直向上的匀强磁场，磁感强度为B．开始时ab和cd两导体棒有方向相反的水平初速，初速大小分别为v0和2v0，求：
    （1）从开始到最终稳定回路中产生的焦耳热．
    （2）当ab棒的速度大小变为
    v04
    ，回路中消耗的电功率的可能值．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：

    精英家教网如图所示，两根足够长且平行的光滑金属导轨与水平面成53°夹角固定放置，导轨间连接一阻值为6Ω的电阻R，导轨电阻忽略不计．在两平行虚线m、n间有一与导轨所在平面垂直、磁感应强度为B的匀强磁场．导体棒a的质量为ma=0.4kg，电阻Ra=3Ω；导体棒b的质量为mb=0.1kg，电阻Rb=6Ω；它们分别垂直导轨放置并始终与导轨接触良好．a、b从开始相距L0=0.5m处同时将它们由静止开始释放，运动过程中它们都能匀速穿过磁场区域，当b刚穿出磁场时，a正好进入磁场（g取10m/s2，不计a、b之间电流的相互作用）．求：
    （1）当a、b分别穿越磁场的过程中，通过R的电荷量之比；
    （2）在穿越磁场的过程中，a、b两导体棒匀速运动的速度大小之比；
    （3）磁场区域沿导轨方向的宽度d为多大；
    （4）在整个过程中，产生的总焦耳热．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：

    （2011?湖南模拟）如图所示，两根足够长的光滑平行金属导轨相距为l=0.5m，导轨平面与水平面间的夹角θ=30°，整个导轨平面处于匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小B=0.4T，方向垂直导轨平面，在导轨上垂直导轨放置两金属棒ab和cd，长度均为0 5m，cd棒的质量m=0.2kg、电阻R=0.2Ω，不计ab棒和金属导轨的电阻，两棒与金属导轨接触良好且可沿导轨自由滑动．现ab棒在外力作用下，始终以恒定速度v=1.5m/s沿着导轨向上滑动，cd棒则由静止释放，g取10m/s2．求：
    （1）刚释放cd棒时cd棒所受合力的大小和方向；
    （2）闭合回路中的最大电流和金属棒cd的最终速度．

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案