练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
    （2012?邯郸一模）如图所示，两电阻不计的足够长光滑平行金属导轨与水平面夹角为θ，导轨间距为l，所在平面的正方形区域abcd内存在有界匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于斜面向上．如图所示，将甲、乙两阻值相同，质量均为m的相同金属杆放置在导轨上，甲金属杆处在磁场的上边界，甲、乙相距l．从静止释放两金属杆的同时，在金属杆甲上施加一个沿着导轨的外力，使甲金属杆在运动过程中始终沿导轨向下做匀加速直线运动，且加速度大小以a=gsinθ，乙金属杆刚进入磁场时做匀速运动．
    （1）求每根金属杆的电阻R为多少？
    （2）从刚释放金属杆时开始计时，写出从计时开始到甲金属杆离开磁场的过程中外力F随时间t的变化关系式，并说明F的方向．
    （3）若从开始释放两杆到乙金属杆离开磁场，乙金属杆共产生热量Q，试求此过程中外力F对甲做的功．
    分析：（1）甲、乙匀加速运动时加速度相同，当乙通过位移l进入磁场时，甲刚出磁场，由运动学速度位移公式求出乙进入磁场时的速度，乙金属杆刚进入磁场时做匀速运动，根据平衡条件求解电阻R．
    （2）从刚释放金属杆时开始计时，由于甲的加速度大小a=gsinθ，外力与安培力大小相等，由速度公式得出速度与时间的关系式，根据安培力的表达式得出外力与时间的关系式．
    （3）从开始释放两杆到乙金属杆离开磁场，乙进入磁场前，甲、乙发出相同热量，导体棒克服安培力做功等于回路产生的热量．甲出磁场以后，外力F为零，乙在磁场中，安培力大小等于重力沿斜面向下的分力，甲、乙发出相同热量，根据功能关系得出回路产生的热量，根据总热量等于Q，求出外力做功．
    解答：解：（1）由题，甲、乙匀加速运动时加速度相同，所以，当乙进入磁场时，甲刚出磁场
    乙进入磁场时的速度v=
    		2glsinθ

    根据平衡条件有mgsinθ=
    B2l2v
    2R

    解得：R=
    B2l2
    		2glsinθ
    2mgsinθ

    （2）甲在磁场中运动时，外力F始终等于安培力F=
    B2l2v
    2R
    ，v=gsinθ?t
    将R=
    B2l2
    		2glsinθ
    2mgsinθ

    代入得：F=
    mg2sin2θ
    		2glsinθ
    t    ，方向沿导轨向下
    （3）乙进入磁场前，甲、乙发出相同热量，设为Q1，则有
      F安l=2Q1
      又F=F安
    故外力F对甲做的功WF=Fl=2Q1
    甲出磁场以后，外力F为零，乙在磁场中，甲、乙发出相同热量，设为Q2，则有
    F安′l=2Q2
    又F安′=mgsinθ
    又Q=Q1+Q2
    解得：WF=2Q-mglsinθ
    答：
    （1）每根金属杆的电阻R=
    B2l2
    		2glsinθ
    2mgsinθ
    ．
    （2）从刚释放金属杆时开始计时，从计时开始到甲金属杆离开磁场的过程中外力F随时间t的变化关系式为F=
    mg2sin2θ
    		2glsinθ
    t    ，方向沿导轨向下．
    （3）从开始释放两杆到乙金属杆离开磁场，乙金属杆共产生热量Q，此过程中外力F对甲做的功为2Q-mglsinθ．
    点评：本题审题时紧扣导体棒切割磁感线时加速度为a=gsinθ，外力与安培力大小相等，外力F对甲做的功等于导体棒克服安培力做功．
    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：

    （2012?邯郸一模）我国古代神话传说中有：地上的“凡人”过一年，天上的“神仙”过一天．如果把看到一次日出就当作一天，那么，近地面轨道（距离地面300～700km）环绕地球飞行的宇航员24h内在太空中度过的“天”数约为   （地球半径R=6400km，重力加速度g=10m/s2）（　　）

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：

    （2012?邯郸一模）如图所示，两个长方体形木块P、Q叠放在水平面上．第一次仅用大小为F的水平拉力拉P，第二次仅用大小F的水平拉力拉Q，两次都能使P、Q保持相对静止共同向右做匀速运动．设第一次PQ间、Q地间的摩擦力大小分别为f1、f1′，第二次PQ间、Q地间的摩擦力大小分别为f2、f2′，则下列结论正确的是（　　）

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：

    （2012?邯郸一模）如图是一种理想自耦变压器示意图，线圈绕在一个圆环形的铁芯上，P是可移动的滑动触头．AB间接交流电压U，输出端接入两个相同的灯泡L1和L2，Q为滑动变阻器的滑动触头．当开关S闭合，P处于如图所示的位置时，两灯均能发光．下列说法正确的是（　　）

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：

    （2012?邯郸一模）中船重工第七一八研究所研制了用于监测瓦斯浓度的传感器，它的电阻随瓦斯浓度的变化而变化．在如图所示的电路中，不同的瓦斯浓度对应着传感器的不同电阻，这样，显示仪表的指针就与瓦斯浓度有了对应关系，观察仪表指针就能判断瓦斯是否超标．该瓦斯传感器电阻的倒数与瓦斯的浓度c成正比，则电压表示数U与瓦斯浓度c之间的对应关系正确的是（　　）

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：

    （2012?邯郸一模）某校课外活动小组自制一枚土火箭，火箭质量为3kg．点火后火箭始终垂直于地面向上运动，开始一段时间可视为做匀加速运动．经过4s到达离地面40m高处，燃料恰好用完．若空气阻力忽略不计，g取10m/s2．求
    （1）燃料恰好用完时火箭的速度大小；
    （2）火箭上升离地面的最大高度；
    （3）火箭上升时受到的最大推力．

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案