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        1. 【題目】如圖所示,兩足夠長的平行光滑的金屬導(dǎo)軌相距為1m,導(dǎo)軌平面與水平面的夾角θ=37°,其上端接一阻值為3Ω的燈泡D.在虛線L1、L2間有一與導(dǎo)軌所在平面垂直的勻強(qiáng)磁場B,且磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T,磁場區(qū)域的寬度為d=3.75m,導(dǎo)體棒a的質(zhì)量ma=0.2kg、電阻Ra=3Ω;導(dǎo)體棒b的質(zhì)量mb=0.1kg、電阻Rb=6Ω,它們分別從圖中M、N處同時由靜止開始沿導(dǎo)軌向下滑動,b恰能勻速穿過磁場區(qū)域,當(dāng)b 剛穿出磁場時a正好進(jìn)入磁場.不計(jì)a、b之間的作用,g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.求:

          (1)b棒進(jìn)入磁場時的速度?

          (2)當(dāng)a棒進(jìn)入磁場區(qū)域時,小燈泡的實(shí)際功率?

          (3)假設(shè)a 棒穿出磁場前已達(dá)到勻速運(yùn)動狀態(tài),求a 棒通過磁場區(qū)域的過程中,回路所產(chǎn)生的總熱量?

          【答案】(1)b棒進(jìn)入磁場時的速度為4.5m/s;

          (2)當(dāng)a棒進(jìn)入磁場區(qū)域時,小燈泡的實(shí)際功率為

          (3)假設(shè)a 棒穿出磁場前已達(dá)到勻速運(yùn)動狀態(tài),求a 棒通過磁場區(qū)域的過程中,回路所產(chǎn)生的總熱量為3.4J

          【解析】

          試題分析:(1)設(shè)b棒進(jìn)入磁場時速度Vb,對b受力分析,由平衡條件列式即可求解;

          (2)b棒穿出磁場前,a棒一直勻加速下滑,根據(jù)牛頓第二定律求出下滑的加速度,根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式求出時間和a進(jìn)入磁場時速度,進(jìn)而求出a棒切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,根據(jù)串并聯(lián)電路的特點(diǎn)及P=求解燈泡功率;

          (3)由平衡條件求出最終勻速運(yùn)動的速度,對a棒穿過磁場過程應(yīng)用動能定理即可求解.

          解:(1)設(shè)b棒進(jìn)入磁場時速度Vb,對b受力分析,由平衡條件可得

          由電路等效可得出整個回路的等效電阻

          所以vb=4.5m/s

          (2)b棒穿出磁場前,a棒一直勻加速下滑,下滑的加速度a=gsinθ=6m/s2

          b棒通過磁場時間t=

          a進(jìn)入磁場時速度va=vb+at=9.5m/s

          a棒切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢Ea=BLva=9.5V

          燈泡實(shí)際功率P=

          (3)設(shè)a棒最終勻速運(yùn)動速度為v′a,a受力分析,由平衡條件可得

          解得:v′a=6m/s

          對a棒穿過磁場過程應(yīng)用動能定理

          W=3.4J

          由功能關(guān)系可知,電路中產(chǎn)生的熱量Q=W=3.4J

          答:(1)b棒進(jìn)入磁場時的速度為4.5m/s;

          (2)當(dāng)a棒進(jìn)入磁場區(qū)域時,小燈泡的實(shí)際功率為;

          (3)假設(shè)a 棒穿出磁場前已達(dá)到勻速運(yùn)動狀態(tài),求a 棒通過磁場區(qū)域的過程中,回路所產(chǎn)生的總熱量為3.4J

          練習(xí)冊系列答案
          相關(guān)習(xí)題

          科目:高中物理 來源: 題型:

          【題目】如圖,在一矩形區(qū)域內(nèi),不加磁場時,不計(jì)重力的帶電粒子以某初速度垂直左邊界射入,穿過此區(qū)域的時間為t.若加上磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場,帶電粒子仍以原來的初速度入射,粒子飛出磁場時偏離原方向60°,利用以上數(shù)據(jù)可求出下列物理量中的( )

          A. 帶電粒子的比荷

          B. 帶電粒子在磁場中運(yùn)動的周期

          C. 帶電粒子的初速度

          D. 帶電粒子在磁場中運(yùn)動的半徑

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          科目:高中物理 來源: 題型:

          【題目】所示,一輕彈簧的兩端與質(zhì)量分別為的兩物塊A、B相連接,并靜止在光滑的水平面上.現(xiàn)使B瞬時獲得水平向右的速度3m/s,以此刻為計(jì)時起點(diǎn),兩物塊的速度隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示,從圖像信息可得( )

          A. 、時刻兩物塊達(dá)到共同速度1m/s,且彈簧都處于伸長狀態(tài)

          B. 時刻彈簧由壓縮狀態(tài)恢復(fù)到原長

          C. 兩物體的質(zhì)量之比為

          D. 時刻的動能之比為:1

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          科目:高中物理 來源: 題型:

          【題目】下列說法正確的是

          A. 如圖甲所示,是用來加速帶電粒子的回旋加速器的示意圖,要想粒子獲得的最大動能增大,可增加電壓U

          B. 如圖乙所示,磁流體發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖,可以判斷出A極板是發(fā)電機(jī)的正極,B極板是發(fā)電機(jī)的負(fù)極

          C. 如圖丙所示,是速度選擇器,帶電粒子能夠沿直線勻速通過速度選擇器的條件是Eq=qvB,即

          D. 如圖丁所示,是磁電式電流表內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖,線圈在極靴產(chǎn)生的勻強(qiáng)磁場中轉(zhuǎn)動

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          科目:高中物理 來源: 題型:

          【題目】某同學(xué)用如圖a所示的實(shí)驗(yàn)裝置研究小車在光滑斜面上 勻加速下滑的運(yùn)動規(guī)律.先從斜面高處靜止釋放小車,隨后才開啟位移傳感器(一種測量物體離開傳感器距離的工具,以開啟瞬間記為t=0)測量小車與傳感器間距S與時間t的關(guān)系.但是由于操作失誤,本應(yīng)在計(jì)算機(jī)屏幕上顯示的S﹣t圖象被改為﹣t圖象,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖b所示.根據(jù)此圖象.

          (1)t=0.4s末,物體與傳感器間距S=

          (2)傳感器開啟瞬間物體運(yùn)動的速度v0=

          (3)物體的加速度大小約為 .(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)

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          科目:高中物理 來源: 題型:

          【題目】如圖所示,在xoy平面內(nèi)有以虛線OP為理想邊界的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場區(qū)域,OPx軸成45°角,OPy軸之間的磁場方向垂直紙面向外,OPx軸之間的電場平行于x軸向右,電場強(qiáng)度為E,在y軸上有一點(diǎn)M,到O點(diǎn)的距離為L,現(xiàn)有一個質(zhì)量為m,帶電量為+q的帶電粒子從靜止經(jīng)電壓為U的電場加速后從M點(diǎn)以垂直y軸的速度方向進(jìn)入磁場區(qū)域(加速電場圖中沒有畫出),不計(jì)帶電粒子的重力,求

          (1)從M點(diǎn)進(jìn)入勻強(qiáng)磁場的帶電粒子速度的大?

          (2)為使帶電粒子剛好不能進(jìn)入電場區(qū)域,則磁感應(yīng)強(qiáng)度為B應(yīng)為多大?

          (3)改變勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小,使帶電粒子沿y軸負(fù)方向進(jìn)入勻強(qiáng)電場,則帶電粒子從x軸離開電場時的位置到O點(diǎn)的距離為多少?

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          科目:高中物理 來源: 題型:

          【題目】如圖所示,勻強(qiáng)電場中有一個以O為圓心、半徑為R的圓,電場方向與圓所在平面平行,AO兩點(diǎn)電勢差為U,一帶正電的粒子在該電場中運(yùn)動,經(jīng)過AB兩點(diǎn)時速度方向沿圓的切線,速度大小均為v0,粒子重力不計(jì),則(

          A. 粒子在AB間是做圓周運(yùn)動

          B. 粒子從AB的運(yùn)動過程中,動能先減小后增大

          C. 勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度EU/R

          D. 圓周上電勢最高的點(diǎn)與O點(diǎn)的電勢差為U

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          科目:高中物理 來源: 題型:

          【題目】在光滑絕緣的水平面上,用長為的絕緣輕桿連接兩個質(zhì)量均為的帶電小球 球的帶電荷量為, 球的帶電荷量為,組成一帶電系統(tǒng).如圖所示,虛線兩球連線的垂直平分線,虛線平行且相距為,最初球和球分別靜止于虛線的兩側(cè).距的距離均為.且球距虛線的距離為,若視小球?yàn)橘|(zhì)點(diǎn),不計(jì)輕桿的質(zhì)量,在虛線、間加上水平向向右的勻強(qiáng)電場后,求:

          球剛進(jìn)入電場時, 球與球組成的帶電系統(tǒng)的速度大小.

          )帶電系統(tǒng)從開始運(yùn)動到速度第一次為零時所需的時間.

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          科目:高中物理 來源: 題型:

          【題目】如圖所示,半徑為R的四分之三圓周CEDO為圓心,ACD的中點(diǎn),在OCEDO內(nèi)充滿垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(圖中未畫出),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B.一群相同的帶正電粒子以相同的速率從AC部分垂直于AC射向磁場區(qū)域,沿半徑OD放置一粒子吸收板,所有射在板上的粒子均被完全吸收.已知粒子的質(zhì)量為m,電量為q,速率v,假設(shè)粒子不會相遇,忽略粒子間的相互作用,不考慮粒子的重力.求:

          (1)粒子在磁場中的運(yùn)動半徑;

          (2)粒子在磁場中運(yùn)動的最短和最長時間;

          (3)吸收板上有粒子擊中的長度.

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