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19分)如圖所示,傾角=30o、寬L=lm的足夠長的U形光滑金屬導軌固定在磁感應強度大小B=1T、范圍足夠大的勻強磁場中,磁場方向垂直導軌平面向上。一根質量m=0.2kg,電阻R=l的金屬棒ab垂直于導軌放置,F用一平行于導軌向上的牽引力F作用在曲棒上.使ab棒由靜止開始沿導軌向上運動,運動中ab棒始終與導軌接觸良好,導軌電阻不計,重力加速度g10m/s2。求:?

1)若牽引力恒定,請在答題卡上定性畫出ab棒運動的vt圖象;

2)若牽引力的功率P恒為72W,則ab棒運動的最終速度v為多大?

3)當ab棒沿導軌向上運動到某一速度時撤去牽引力,從撤去牽引力到ab棒的速度為零,通過ab棒的電量q=0.48C,則撤去牽引力后ab棒滑動的距離s多大?

 

【答案】

1)?? 速度時間圖像如圖(23

【解析】

試題分析:1vt圖象? (4分)圖線過原點1分;曲線向下彎曲2分;圖線最后平行t1分;

Ab棒沿斜面方向受到重力沿斜面向下的分力,沿斜面向上的拉力,導體棒切割磁感線產生感應電動勢,感應電流,所以ab棒受到沿斜面向下的安培力,初始速度小,加速度,隨速度增大加速度逐漸變小最后加速度變為0,導體棒變成勻速直線運動。即速度時間圖像斜率逐漸變小最后變為0.如下圖所示

2)當以恒定功率牽引棒時,????????? ①(2分)

????????????????????????????????? ②(1分)

???????????????????????????????? ③(1分)

????????????????????? ④(2分)

代入數據得 m/s舍去)????? ⑤(2分)

3)設撤去棒沿導軌向上運動到速度為零時滑動的距離為,通過的電荷量,????????????????????????????????? ⑥(1分)

?????????????????????????????????? ⑦(1分)

,???????????????????????????????? ⑧(2分)

????????????????????????????????? ⑨(1分)

聯立⑥⑦⑧⑨各式得:????????? (2分)

考點:電磁感應定律

 

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源: 題型:

(2011?雙流縣模擬)如圖所示,傾角θ=30°、寬度L=1m的足夠長的U形平行光滑金屬導軌固定在磁感應強度B=1T,范圍足夠大的勻強磁場中,磁場方向垂直于斜面向下.用平行于軌道的牽引力拉一根質量m=0.2kg、電阻R=1Ω放在導軌上的金屬棒ab,使之由靜止沿軌道向上運動,牽引力做功的功率恒為6W,當金屬棒移動2.8m時,獲得穩定速度,在此過程中金屬棒產生的熱量為5.8J,不計導軌電阻及一切摩擦,取g=10m/s2.求:
(1)金屬棒達到穩定時速度是多大?
(2)金屬棒從靜止達到穩定速度時需的時間多長?

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,傾角θ=30°、長L=2.7m的斜面,底端與一個光滑的1/4圓弧平滑連接,圓弧底端切線水平.一個質量為m=1kg的質點從斜面最高點A沿斜面下滑,經過斜面底端B恰好到達圓弧最高點C,又從圓弧滑回,能上升到斜面上的D點,再由D點由斜面下滑沿圓弧上升,再滑回,這樣往復運動,最后停在B點.已知質點與斜面間的動摩擦因數為μ=
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/6,g=10m/s2,假設質點經過斜面與圓弧平滑連接處速率不變.求:
(1)質點第1次經過B點時對圓弧軌道的壓力;
(2)質點從A到D的過程中質點下降的高度;
(3)質點從開始到第6次經過B點的過程中因與斜面摩擦而產生的熱量.

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,傾角θ=30°的光滑斜面上水平放置一條L=0.2m長的導線PQ,兩端以很軟的導線通入,I=5A的電流,方向由P流向Q.當豎直方向有一個B=0.6T的勻強磁場時,PQ恰能靜止,求:
(1)導線PQ的重力的大小和該磁場的方向;
(2)若改變勻強磁場的大小和方向,使導線靜止在斜面上,且對斜面的壓力最小,求該磁場的大小和方向;
(3)若改變勻強磁場的大小和方向,使導線靜止在斜面上,且磁感應強度最小,求該磁場的大小和方向.

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科目:高中物理 來源: 題型:

(2012?閔行區二模)如圖所示,傾角θ=30°的斜面固定在地面上,長為L、質量為m、粗細均勻、質量分布均勻的軟繩AB置于斜面上,與斜面間動摩擦因數μ=
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,其A端與斜面頂端平齊.用細線將質量也為m的物塊與軟繩連接,給物塊向下的初速度,使軟繩B端到達斜面頂端(此時物塊未到達地面),在此過程中( 。

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網如圖所示,傾角θ=30°的粗糙斜面固定在地面上,長為2l,質量為2m,粗細均勻,質量分布均勻的軟繩,為黑色的一半置于斜面上,為白色一半懸在斜面外.軟繩由靜止釋放后向下運動,直到軟繩剛好全部離開斜面(此時下端未到達地面),在此過程中( 。

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