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
某校课外活动小组自制一枚土火箭,火箭质量为3kg.点火后火箭始终垂直于地面向上运动,开始一段时间可视为做匀加速运动.经过4s到达离地面40m高处,燃料恰好用完.若空气阻力忽略不计,g取10m/s2.求
(1)燃料恰好用完时火箭的速度大小;
(2)火箭上升离地面的最大高度;
(3)火箭上升时受到的最大推力.
查看答案
有以下可供选用的器材及导线若干条,要求尽可能精确地测量出待测电流表的满偏电流.
A.待测电流表A:满偏电流约为700~800μA、内阻约100Ω,已知表盘刻度均匀、总格数为N.
B.电流表A:量程0.6A、内阻0.1Ω.
C.电压表V:量程3V、内阻3kΩ.
D.滑动变阻器R:最大阻值200Ω.
E.电源E:电动势约3V、内阻约1.5Ω.
F.开关S一个.
(1)根据你的测量需要,在B.(电流表A)和C.(电压表V)中应选择______.(只需填写序号即可)
(2)在虚线框内画出你设计的实验电路图.
(3)测量过程中,测出多组数据,其中一组数据中待测电流表A的指针偏转了n格,可算出满偏电流IAmax=______,式中除N、n外,其他字母符号代表的物理量是______

manfen5.com 满分网 查看答案
(1)某同学用图示装置“探究功与物体速度变化的关系”.下列操作正确的是
A.用同一根橡皮筋,每次从不同位置释放小车,可以得到不同的弹力做的功
B.实验时,橡皮筋每次拉伸的长度不必保持一致
C.将放小车的长木板倾斜的目的是让小车松手后运动得更快些
D.要使橡皮筋对小车做不同的功可以通过改变系在小车上的橡皮筋根数来达到
(2)下列4条纸带哪一条是该同学在实验中正确操作得到的纸带______
manfen5.com 满分网
(3)若打点计时器连接电源的频率为50Hz,则根据所选纸带可知橡皮筋恢复原长时小车的速度为______m/s.

manfen5.com 满分网 查看答案
二十世纪初,卡文迪许实验室(Cavendish Laboratory)的英国物理学家阿斯顿首次制成了聚焦性能较高的质谱仪,并用此来对许多元素的同位素及其丰度进行测量,从而肯定了同位素的普遍存在.现速度相同的一束粒子由左端射入质谱仪,其运动轨迹如图所示,则下列相关说法中正确的是( )
manfen5.com 满分网
A.该束粒子带负电
B.速度选择器的P1极板带正电
C.在B2磁场中运动半径越大的粒子,质量越大
D.在B2磁场中运动半径越大的粒子,比荷q/m越小
查看答案
如图所示,一水平固定的小圆盘A,带电量为Q,电势为零,从圆盘中心处O由静止释放一质量为m,带电量为+q的小球,由于电场的作用,小球竖直上升的高度可达盘中心竖直线上的c点,Oc=h,又知道过竖直线上的b点时,小球速度最大,由此可知在Q所形成的电场中,可以确定的物理量是( )
manfen5.com 满分网
A.b点场强
B.c点场强
C.b点电势
D.c点电势
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.