满分5 > 高中物理试题 >

如图所示,两电阻不计的足够长光滑平行金属导轨与水平面夹角为θ,导轨间距为l,所在...

如图所示,两电阻不计的足够长光滑平行金属导轨与水平面夹角为θ,导轨间距为l,所在平面的正方形区域abcd内存在有界匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直于斜面向上.如图所示,将甲、乙两阻值相同,质量均为m的相同金属杆放置在导轨上,甲金属杆处在磁场的上边界,甲、乙相距l.从静止释放两金属杆的同时,在金属杆甲上施加一个沿着导轨的外力,使甲金属杆在运动过程中始终沿导轨向下做匀加速直线运动,且加速度大小以a=gsinθ,乙金属杆刚进入磁场时做匀速运动.
(1)求每根金属杆的电阻R为多少?
(2)从刚释放金属杆时开始计时,写出从计时开始到甲金属杆离开磁场的过程中外力F随时间t的变化关系式,并说明F的方向.
(3)若从开始释放两杆到乙金属杆离开磁场,乙金属杆共产生热量Q,试求此过程中外力F对甲做的功.

manfen5.com 满分网
(1)甲、乙匀加速运动时加速度相同,当乙通过位移l进入磁场时,甲刚出磁场,由运动学速度位移公式求出乙进入磁场时的速度,乙金属杆刚进入磁场时做匀速运动,根据平衡条件求解电阻R. (2)从刚释放金属杆时开始计时,由于甲的加速度大小a=gsinθ,外力与安培力大小相等,由速度公式得出速度与时间的关系式,根据安培力的表达式得出外力与时间的关系式. (3)从开始释放两杆到乙金属杆离开磁场,乙进入磁场前,甲、乙发出相同热量,导体棒克服安培力做功等于回路产生的热量.甲出磁场以后,外力F为零,乙在磁场中,安培力大小等于重力沿斜面向下的分力,甲、乙发出相同热量,根据功能关系得出回路产生的热量,根据总热量等于Q,求出外力做功. 【解析】 (1)由题,甲、乙匀加速运动时加速度相同,所以,当乙进入磁场时,甲刚出磁场 乙进入磁场时的速度 根据平衡条件有 解得: (2)甲在磁场中运动时,外力F始终等于安培力,v=gsinθ•t 将 代入得:,方向沿导轨向下 (3)乙进入磁场前,甲、乙发出相同热量,设为Q1,则有   F安l=2Q1   又F=F安 故外力F对甲做的功WF=Fl=2Q1 甲出磁场以后,外力F为零,乙在磁场中,甲、乙发出相同热量,设为Q2,则有 F安′l=2Q2 又F安′=mgsinθ 又Q=Q1+Q2 解得:WF=2Q-mglsinθ 答: (1)每根金属杆的电阻. (2)从刚释放金属杆时开始计时,从计时开始到甲金属杆离开磁场的过程中外力F随时间t的变化关系式为,方向沿导轨向下. (3)从开始释放两杆到乙金属杆离开磁场,乙金属杆共产生热量Q,此过程中外力F对甲做的功为2Q-mglsinθ.
复制答案
考点分析:
相关试题推荐
如图所示,在空间中存在垂直纸面向里的场强为B匀强磁场,其边界AB、CD的宽度为d,在左边界的Q点处有一质量为m,带电量为负q的粒子沿与左边界成30°的方向射入磁场,粒子重力不计.求:
(1)带电粒子能从AB边界飞出的最大速度?
(2)若带电粒子能垂直CD边界飞出磁场,穿过小孔进入如图所示的匀强电场中减速至零且不碰到负极板,则极板间电压多大?
(3)若带电粒子的速度是manfen5.com 满分网,并可以从Q点沿纸面各个方向射入磁场,则粒子能打到CD边界的范围?

manfen5.com 满分网 查看答案
在2008年北京残奥会开幕式上,运动员手拉绳索向上攀登,最终点燃了主火炬,体现了残疾运动员坚忍不拔的意志和自强不息的精神.为了探究上升过程中运动员与绳索和吊椅间的作用,可将过程简化.一根不可伸缩的轻绳跨过轻质的定滑轮,一端挂一吊椅,另一端被坐在吊椅上的运动员拉住,如图所示.设运动员的质量为65kg,吊椅的质量为15kg,不计定滑轮与绳子间的摩擦.重力加速度取g=10m/s2.当运动员与吊椅一起正以加速度a=1m/s2上升时,试求
(1)运动员竖直向下拉绳的力;
(2)运动员对吊椅的压力.

manfen5.com 满分网 查看答案
(供选学3-4模块的考生做)
(1)以下是有关波动和相对论内容的若干叙述,其中正确的有______
A.光速不变原理是:真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的
B.两列波相叠加产生干涉现象,则振动加强区域与减弱区域交替变化
C.光的偏振现象说明光波是横波
D.夜视仪器能在较冷的背景上探测出较热物体的红外辐射
(2)一束光从空气射向折射率为manfen5.com 满分网的某种介质,若反射光线与折射光线垂直,则入射角为______.真空中的光速为c,则光在该介质中的传播速度为______
查看答案
(供选学3-3模块的考生做)
(1)对于分子动理论和物体的内能理解,下列说法正确的是
A.液体表面的分子间距较大,所以表现为引力,液体表面有收缩的趋势
B.用力拉铁棒的两端,铁棒没有断,这是分子间存在吸引力的宏观表现
C.理想气体在状态变化时,温度升高,气体分子的平均动能增大,气体的压强也一定增大
D.当分子间的引力和斥力平衡时,分子势能最小
(2)如图所示P-V图,一定质量的理想气体由状态A经过程Ⅰ变至状态B时,从外界吸收热量420J同时膨胀对外做功300J.当气体从状态B经过程Ⅱ回到状态A时,外界压缩气体做功200J,求此过程中气体______(填“吸收”或“放出”)热量为______J
(3)某同学在进行“用油膜法估测分子的大小”的实验前,查阅数据手册得知:油酸的摩尔质量M=0.283kg•mol-1,密度ρ=0.895×103kg•m-3.若100滴油酸的体积为1ml,则1滴油酸所能形成的单分子油膜的面积约是多少?(取NA=6.02×1023mol-1.球的体积V与直径D的关系为manfen5.com 满分网,结果保留一位有效数字)

manfen5.com 满分网 查看答案
(1)若在示波器的Y输入”和“地”之间加上如图甲所示的电压,而扫描范围旋钮置于“外X”档,则此时屏上应出现的情形是图乙中的______
manfen5.com 满分网
(2)某实验小组利用如图所示的实验装置来验证钩码和滑块所组成的系统机械能守恒.
①实验前需要调整气垫导轨底座使之水平,利用现有器材如何判断导轨是否水平?
②如图所示,用10分度的游标卡尺测得遮光条的宽度d=______cm;实验时将滑块从图示位置由静止释放,由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间△t=1.25×10-2s,则滑块经过光电门时的瞬时速度为______ m/s.在本次实验中还需要测量的物理量有:滑块(含遮光条)的质量M以及____________(文字说明并用相应的字母表示).
③本实验通过比较____________在实验误差允许的范围内相等(用测量的物理量符号表示),从而验证了系统的机械能守恒.
manfen5.com 满分网
查看答案
试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

Copyright @ 2008-2019 满分5 学习网 ManFen5.COM. All Rights Reserved.