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如圖所示,兩足夠長的平行光滑的金屬導軌MN、PQ相距為L=1m,導軌平面與水平面夾角,導軌電阻不計。磁感應強度為B1=2T的勻強磁場垂直導軌平面向上,長為L=1m的金屬棒ab垂直于MN、PQ放置在導軌上,且始終與導軌接觸良好,金屬棒的質(zhì)量為m1=2kg、電阻為R1=1。兩金屬導軌的上端連接右側(cè)電路,電路中通過導線接一對水平放置的平行金屬板,兩板間的距離和板長均為d=0.5m,定值電阻為R­2=3,現(xiàn)閉合開關(guān)S并將金屬棒由靜止釋放,重力加速度為g=10m/s2,試求:
   (1)金屬棒下滑的最大速度為多大?
   (2)當金屬棒下滑達到穩(wěn)定狀態(tài)時,整個電路消耗的電功率P為多少?
   (3)當金屬棒穩(wěn)定下滑時,在水平放置的平行金屬間加一垂直于紙面向里的勻強磁場B2=3T,在下板的右端且非?拷掳宓奈恢糜幸毁|(zhì)量為m2=3×104kg、帶電量為q=-1×10-4C的液滴以初速度v水平向左射入兩板間,該液滴可視為質(zhì)點。要使帶電粒子能從金屬板間射出,初速度v應滿足什么條件?


 

 
 

解:(1)當金屬棒勻速下滑時速度最大,設最大速度為vm, 達到最大時則有 所以 解得最大速度 (2)整個電路消耗的電功率 所以P=100W (3)金屬棒下滑穩(wěn)定時,兩板間電壓U=IR2=15V因為液滴在兩板間有 所以該液滴在兩平行金屬板間做勻速圓周運動,當液滴恰從上板左端邊緣射出時:所以 當液滴恰從上板右側(cè)邊緣射出時:所以 初速度v應滿足的條件是:
練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目:高中物理 來源: 題型:

(2008?東城區(qū)三模)如圖所示,兩足夠長的平行光滑的金屬導軌MN、PQ相距為L=1m,導軌平面與水平面夾角α=30°,導軌電阻不計.磁感應強度為B1=2T的勻強磁場垂直導軌平面向上,長為L=1m的金屬棒ab垂直于MN、PQ放置在導軌上,且始終與導軌接觸良好,金屬棒的質(zhì)量為m1=2kg、電阻為R1=1Ω.兩金屬導軌的上端連接右側(cè)電路,電路中通過導線接一對水平放置的平行金屬板,兩板間的距離和板長均為d=0.5m,定值電阻為R2=3Ω,現(xiàn)閉合開關(guān)S并將金屬棒由靜止釋放,重力加速度為g=10m/s2,導軌電阻忽略不計.試求:
(1)金屬棒下滑的最大速度為多大?
(2)當金屬棒下滑達到穩(wěn)定狀態(tài)時,在水平放置的平行金屬板間電場強度是多大?
(3)當金屬棒下滑達到穩(wěn)定狀態(tài)時,在水平放置的平行金屬板間加一垂直于紙面向里的勻強磁場B2=3T,在下板的右端且非常靠近下板的位置有一質(zhì)量為m2,帶電量為q=-1×10-4C的質(zhì)點以初速度v水平向左射入兩板間,要使帶電質(zhì)點在復合場中恰好做勻速圓周運動并能從金屬板間射出,初速度v應滿足什么條件?

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,兩足夠長的平行金屬導軌水平放置,間距為L,左端接有一阻值為R的電阻;所在空間分布有豎直向上,磁感應強度為B的勻強磁場.有兩根導體棒c、d質(zhì)量均為m,電阻均為R,相隔一定的距離垂直放置在導軌上與導軌緊密接觸,它們與導軌間的動摩擦因數(shù)均為μ.現(xiàn)對c施加一水平向右的外力,使其從靜止開始沿導軌以加速度a做勻加速直線運動.(已知導體棒c始終與導軌垂直、緊密接觸,導體棒與導軌的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,導軌的電阻忽略不計,重力加速度為g)
(1)經(jīng)多長時間,導體棒d開始滑動;
(2)若在上述時間內(nèi),導體棒d上產(chǎn)生的熱量為Q,則此時間內(nèi)水平外力做的功為多少?

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,兩足夠長的平行光滑的金屬導軌相距為1m,導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間有一與導軌所在平面垂直的勻強磁場B,且磁感應強度B=1T,磁場區(qū)域的寬度為d=3.75m,導體棒a的質(zhì)量ma=0.2kg、電阻Ra=3Ω;導體棒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軌向下滑動,b恰能勻速穿過磁場區(qū)域,當b 剛穿出磁場時a正好進入磁場.不計a、b之間的作用,g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.求:
(1)b棒進入磁場時的速度?
(2)當a棒進入磁場區(qū)域時,小燈泡的實際功率?
(3)假設a 棒穿出磁場前已達到勻速運動狀態(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?

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖所示,兩足夠長的平行光滑的金屬導軌MN、PQ相距為d,導軌平面與水平面的夾角α=30°,導軌電阻不計,磁感應強度為B的勻強磁場垂直于導軌平面向上.長為d的金屬棒ab垂直于MN、PQ放置在導軌上,且始終與導軌接觸良好,金屬棒的質(zhì)量為m、電阻為R.兩金屬導軌的上端連接右側(cè)電路,燈泡的電阻R1=3R,電阻箱電阻調(diào)到R′=6R,重力加速度為g.現(xiàn)閉合開關(guān)S,給金屬棒施加一個方向垂直于桿且平行于導軌平面向上的、大小為F=mg的恒力,使金屬棒由靜止開始運動.
(1)求金屬棒達到最大速度的一半時的加速度.
(2)若金屬棒上滑距離為L時速度恰達到最大,求金屬棒由靜止開始上滑4L的過程中,金屬棒上產(chǎn)生的電熱.
(3)若改變R′的阻值,當R′為何值時,在金屬棒達到最大速度后,R′消耗的功率最大?消耗的最大功率為多少?

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖所示,兩足夠長的直平行水平導軌相距L=1.0m,導軌左邊連接阻值R=15Ω的電阻,導軌上放置著A、B兩金屬捧,A棒質(zhì)量mA=0.75kg、電阻RA=10Ω,B棒質(zhì)量mB=0.25kg、電阻RB=10Ω,兩金屬棒與導軌垂直,兩棒靠得很近,之間用長為l=4.0m的絕緣輕繩相連,整個裝置置于磁感應強度大小B=1.0T、方向豎直向下的勻強磁場中.從t=0開始對B棒施加水平向右的拉力F,使B棒由靜止開始以a=2.0m/s2的加速度做勻加速運動,t=2.0s時撤去拉力F.已知A棒右邊的導軌是光滑的,輕繩繃緊前A棒靜止不動,輕繩繃緊后,兩棒以相同速度運動直至停止.導軌電阻不計.求:
(1)拉力F隨時間t變化的關(guān)系式;
(2)輕繩繃緊后,電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱.

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同步練習冊答案
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