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【題目】如圖所示,兩根平行金屬導軌固定在同一水平面內,間距為l=1m,導軌左端連接一個電阻.一根質量為m=1kg、電阻為的金屬桿ab垂直放置在導軌上.在桿的右方距桿為d=2m處有一個勻強磁場,磁場方向垂直于軌道平面向下,磁感應強度為B=2T.對桿施加一個大小為F=10N、方向平行于導軌的恒力,使桿從靜止開始運動,已知桿到達磁場區域時速度為v=4m/s,之后進入磁場恰好做勻速運動.不計導軌的電阻,假定導軌與桿之間存在恒定的阻力.求

(1)導軌對桿ab的阻力大小f

(2)ab中通過的電流及其方向;

(3)導軌左端所接電阻的阻值R.

【答案】(1) 6N (2) I=2A桿中的電流方向自a流向b (3) R3

【解析】

在磁場區中,由牛頓第二定律可求得f;由安培力的大小表達式及方向可求得電流的大小與方向;由歐姆定律可求得電阻阻值

(1)桿進入磁場前做勻加速運動,有Ffma

根據速度位移公式:v2=2ad

解得導軌對桿的阻力fF

代入數據解得: f=6N

(2)桿進入磁場后做勻速運動,有FfFB

ab所受的安培力FBIBl

解得桿ab中通過的電流I=2A

桿中的電流方向自a流向b

(3)桿產生的感應電動勢EBlv

桿中的感應電流

解得導軌左端所接電阻阻值R=3

練習冊系列答案
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【題目】如圖所示,光滑固定斜面傾角θ=30°,一輕質彈簧底端固定,上端與 M=3kg的物體B相連,初始時B 靜止,A物體質量m=1kg,在斜面上距B物體S1=10cm 處由靜止釋放,A 物體下滑過程中與B發生碰撞,碰撞時間極短,碰撞后粘在一起,已知碰后AB t=0.2s 下滑S2=5cm至最低點,彈簧始終處于彈性限度內,A、 B可視為質點,g 10m/s2,求:

(1)從碰后到最低點的過程中彈性勢能的增加量

(2)從碰后至返回到碰撞點的過程中,彈簧對物體B沖量的大小.

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【題目】如圖所示,輕繩一端與放在光滑水平桌面的物塊A連接,另一端通過滑輪懸掛著物塊B。已知物塊A的質量為0.1kg,物塊B的質量為0.6kg。現由靜止釋放物塊A、B,若物塊A距桌子右邊緣足夠遠,不計滑輪重量和繩與滑輪之間的摩擦力,重力加速度g=10m/s2。則在B未落地之前,下列說法正確的是

A. 物塊A、B的加速度大小之比為2:1

B. 輕繩的拉力為1.2N

C. 物塊B機械能守恒

D. 當物塊B下落高度為0.75m時,物塊A的速度大小為6m/s

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【題目】如圖甲所示,a,b兩物體分別從斜面上的同一點M處由靜止下滑,經N點后在水平面上滑行,(不計通過N點前后的速率變化),它們的圖像如圖乙所示,則通過圖像可知()

A. a、b兩物體滑到N點時速度之比為2:3

B. a、b兩物體在水平面上滑行的距離之比為3:1

C. a、b兩物體與斜面的動摩擦因數關系為

D. a、b兩物體與水平面間的動摩擦因數關系為

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【題目】如圖所示,E=103 V/m的水平向左勻強電場中,有一光滑半圓形絕緣軌道豎直放置,軌道與一水平絕緣軌道MN連接,半圓軌道所在豎直平面與電場線平行,其半徑R=40 cm,一帶正電荷q=10-4 C的小滑塊質量為m=40 g,與水平軌道間的動摩擦因數μ=0.2,g=10 m/s2,:

(1)要小滑塊恰好運動到圓軌道的最高點C,滑塊應在水平軌道上離N點多遠處釋放?

(2)這樣釋放的滑塊通過P點時對軌道壓力是多大?(P為半圓軌道中點)

(3)小滑塊經過C點后最后落地,落地點離N點的距離多大?落地時的速度是多大?

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【題目】(多選)如圖所示,將帶有負電的絕緣棒移近兩個不帶電的導體球,兩個導體球開始時互相接觸且對地絕緣,下列方法中能使兩球都帶電的是

A.先把兩球分開,再移走棒

B.先移走棒,再把兩球分開

C.使棒與甲球瞬時接觸,再移走棒

D.先使乙球瞬時接地,再移走棒

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【題目】在如圖所示的勻強電場中,有A、B兩點,且A、B兩點間的距離為x=0.20m,已知AB連線與電場線夾角為θ=60°,今把一電荷量q=-2×10-8C的檢驗電荷放入該勻強電場中,其受到的電場力的大小為F=4.0×10-4N,方向水平向左。求:

(1)電場強度E的大小和方向;

(2)若把該檢驗電荷從A點移到B點,電勢能變化了多少;

(3)若A點為零電勢點,電荷量q’=-2×10-8CB點電勢為多少。

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【題目】如圖所示,導體棒AB靠近帶正電的導體Q放置.用手接觸B端,移去手指再移去Q,AB帶何種電荷______(填正電荷或負電荷).若手的接觸點改在A端,AB帶何種電荷______.(填正電荷或負電荷)

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【題目】用長為L的絕緣細線拴一個質量為m,電荷量為q的小球,如圖所示,線的另一端固定在水平方向的勻強電場中,開始時將帶電球拉到使線成水平的位置,小球由靜止從A點向下擺動,當細線轉過60°角,小球到達B點時,速度恰好為零,試求:

(1)勻強電場的場強E為多大?

(2)小球由A運動到B點的過程中,細線的最大拉力多大?

(3)在A點給小球一豎直向下的初速度使小球能完成豎直平面內的完整的圓周運動,求小球速度最小的點的電勢.(設O點的電勢為零,電場區域足夠大,小球始終在勻強電場中)

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