(2)金属棒在水平导轨滑行过程加速度的最大值.(设棒从倾斜导轨进入水平导轨过程速度大小保持不变) 查看更多

 

题目列表(包括答案和解析)

图6,金属棒P从高h处以速度v0沿光滑弧形平行导轨下滑,进入轨道的水平部分后,在自下而上垂直于导轨平面的匀强磁场中运动,磁感应强度为B.在轨道的水平部分原来静止放着另一根金属棒Q,已知mPmQ=3∶4,假设导轨足够长.试问:

(1)当P棒进入磁场后,PQ棒各做什么运动??

(2)P棒刚进入磁场时,PQ两棒加速度之比为多少??

(3)若两棒始终没有碰撞,求PQ的最大速度;?

(4)在整个过程中回路中消耗的电能是多少?(已知mP

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图6,金属棒P从高h处以速度v0沿光滑弧形平行导轨下滑,进入轨道的水平部分后,在自下而上垂直于导轨平面的匀强磁场中运动,磁感应强度为B.在轨道的水平部分原来静止放着另一根金属棒Q,已知mPmQ=3∶4,假设导轨足够长.试问:

(1)当P棒进入磁场后,PQ棒各做什么运动??
(2)P棒刚进入磁场时,PQ两棒加速度之比为多少??
(3)若两棒始终没有碰撞,求PQ的最大速度;?
(4)在整个过程中回路中消耗的电能是多少?(已知mP

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如图6,金属棒P从高h处以速度v0沿光滑弧形平行导轨下滑,进入轨道的水平部分后,在自下而上垂直于导轨平面的匀强磁场中运动,磁感应强度为B.在轨道的水平部分原来静止放着另一根金属棒Q,已知mP∶mQ=3∶4,假设导轨足够长.试问:

图6

(1)当P棒进入磁场后,P、Q棒各做什么运动??

(2)P棒刚进入磁场时,P、Q两棒加速度之比为多少??

(3)若两棒始终没有碰撞,求P和Q的最大速度;?

(4)在整个过程中回路中消耗的电能是多少?(已知mP

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光滑平行金属导轨M、N水平放置,导轨上放置着一根与导轨垂直的导体棒PQ.导轨左端与由电容为C的电容器、单刀双掷开关和电动势为E的电源组成的电路相连接,如图所示.在导轨所在的空间存在方向垂直于导轨平面的匀强磁场(图中未画出).先将开关接在位置a,使电容器充电并达到稳定后,再将开关拨到位置b.导体棒将会在磁场的作用下开始向右运动,设导轨足够长.则以下说法中正确的是(  )

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如图所示,在水平面上固定一光滑金属导轨HGDEFEF∥GHDE=EF=DG=GH=EG=L.一质量为m足够长导体棒AC垂直EF方向放置于在金属导轨上,导轨与导体棒单位长度的电阻均为r.整个装置处在方向竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中.现对导体棒AC施加一水平向右的外力,使导体棒从D位置开始以速度v0沿EF方向做匀速直线运动,导体棒在滑动过程中始终保持与导轨良好接触.

1.求导体棒运动到FH位置,即将离开导轨时,FH两端的电势差.

2.关于导体棒运动过程中回路产生感应电流,小明和小华两位同学进行了讨论.小明认  为导体棒在整个运动过程中是匀速的,所以回路中电流的值是恒定不变的;小华则认  为前一过程导体棒有效切割长度在增大,所以电流是增大的,后一过程导体棒有效切 割长度不变,电流才是恒定不变的.你认为这两位同学的观点正确吗?请通过推算证  明你的观点.

3.求导体棒从D位置运动到EG位置的过程中,导体棒上产生的焦耳热.

 

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13.(10分)(1)ADEF.(2)不变;放.(每空2分)

14.(10分)(1)ACE.(2)0.4 ;y轴正方向.(每空2分)

15.(11分)

  (1)右端(1分),vA0.72 m/s(2分),vB0.97 m/s(2分).

  (2)G,B(每空2分)

  (3)(2分)

16.(13分)

电压表读数变化很小(1分),新电池的内阻很小,内电路的电压降很小.(2分)

(1)防止变阻器电阻过小时,电池被短路或电流表被烧坏(或限制电流,防止电源短路). (2分)

(2)R1(2分)

(3)如图所示,有一处画错不给分(2分)

(4) (2分)

(5)尽可能多测几组U、I值,分别求出每组  

的E、r值,最后求平均值(或作U-I 图像

利用图线在坐标轴上截距求出E、r).(2分)

 

17.(16分)参考解答:

(1)用M表示地球质量,m表示飞船质量,由万有引力定律和牛顿定律得

             ①(3分)    

地球表面质量为m0的物体,有

                   ② (3分)      

解得飞船在圆轨道上运行时速度

                       ③(2分)

飞船在运行的周期

                    ④(2分)

解得

             ⑤(2分)

(2)第一宇宙速度v1满足

                               ⑥(2分)

因此飞船在圆轨道上运行时速度与第一宇宙速度的比值

                          ⑦(2分)

18.(16分)参考解答:

(1)金属棒下滑产生的感应电动势

                                          ① (3分)  

回路中产生的感应电流

                                     ②(2分)

        棒匀速下滑,安培力等于重力沿斜面的分力

                            ③(3分)

可解得棒匀速下滑的速度

                                 ④(2分)

(2)金属棒刚进入水平导轨时加速度最大,此时感应电动势

                                       ⑤(1分)

安培力大小为

                       ⑥(1分)

    安培力方向与水平方向成θ角斜向右

    此时金属棒做减速运动,加速度大小为am,则

                                      ⑦(2分)

   解得                    ⑧(2分)

19.(17分)参考解答:

(1)设由A点运动到C点经历的时间为t,则有

                      (1分)

以a表示粒子在电场作用下的加速度,有

qE=ma                         (1分)       

                       (1分)           

解得                     (1分)

(2)设粒子从C点进入磁场时的速度为v,v垂直于x 轴的分量

                        (1分)  

             (1分)           

设粒子经过C点时的速度方向与x轴夹角为,则有

               

                      (1分)

(2)粒子从C点进入磁场后在磁场中做半径为R的圆周运动。则有

                  (1分)

代入可解得

                           (1分)

由于,因此粒子从y轴上的D点离开磁场。(1分)

设圆心为P,。用表示与y轴的夹角,由几何关系得

           ⑾(3分,其中图占2分)

解得             ⑿(1分)    

因为,因此粒子在磁场区域中运动了周,经过的时间为

                     ⒀(1分)

解得                         ⒁(2分)

20.(19分)参考解答:

    设ABC三者的质量都为m,从开始到CA的速度达到相等这一过程所需时间为t

C,由牛顿定律和运动学规律有

                                   

                                        

                                     ①(2分)

对A,由牛顿定律和运动学规律有

                        

                                       

                                           ②(2分)

对B,由牛顿定律和运动学规律有

                                      

                                         

                                     ③(2分)

CB恰好发生碰撞,有

                                                   

     由以上各式解得初速度

                                         ④(2分)

     ABC三者的位移和末速度分别为

(向左),(向右),(向左)  ⑤(2分)

        (向左),(向右)               ⑥

CB发生碰撞时两者的速度立刻互换,则碰撞后CB的速度各为

(向右),(向左)

碰撞后BA的速度相等,设BA保持相对静止一起运动,此时对BA整体有

隔离B,则B受到的摩擦力为

   

    可得,说明BA保持相对静止一起运动.          ⑦(2分)

C最后停在车板上时,共同的速度为vt,由动量守恒定律可得

                                        ⑧(1分)

可得vt=0

这一过程,对C,由动能定理有

                                     ⑨(1分)

BA整体,由动能定理有

                                    ⑩(1分)

解得CA的位移分别是

(向右),(向左)                    ⑾(2分)

    这样,C先相对于车板向左移动,然后又相对于车板向右移动

,恰好回到原来的位置.即滑块C最后停在车板右端. ⑿(2分)

 

 


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