满分5 > 高中物理试题 >

相距为L=0.20m的足够长的金属直角导轨如图所示放置,它们各有一边在同一水平面...

相距为L=0.20m的足够长的金属直角导轨如图所示放置,它们各有一边在同一水平面内,另一边垂直于水平面.质量均为m=0.1kg的金属细杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路,杆与导轨之间的动摩擦因数均为μ=0.5,导轨电阻不计,回路总电阻为R=1.0Ω.整个装置处于磁感应强度大小为B=0.50T、方向竖直向上的匀强磁场中.当ab杆在平行于水平导轨的拉力F作用下从静止开始沿导轨匀加速运动时,cd杆也同时从静止开始沿导轨向下运动.测得拉力F与时间t的关系如图所示.g=10m/s2,求:
manfen5.com 满分网
(1)ab杆的加速度a;
(2)当cd杆达到最大速度时ab杆的速度大小.
(1)由题,分析可知,只有ab杆切割磁感线产生感应电动势.以ab杆为研究对象,因它做匀加速运动,则得经过时间t时,速度为v=at,回路中产生的感应电流为I==,安培力大小为FA=BIL,根据牛顿第二定律可得到加速度与时间的关系式.由图读出当t=0时,ab所受拉力F=1.5N,摩擦力为f=μmg,代入即可求得加速度. (2)分析cd杆受力情况和运动情况:cd杆水平方向受到安培力与导轨的弹力平衡,竖直方向受到重力和滑动摩擦力,先做变加速运动,当重力和滑动摩擦力后做匀速运动,推导出安培力与速度的关系式,由平衡条件求出速度. 【解析】 (1)经时间t,杆ab的速率v=at 此时,回路中的感应电流为:I==  对杆ab由牛顿第二定律得:F-BIL一μmg=ma 由以上各式整理得:F=ma+μmg+  将t=0,F=1.5N代入上式得a=10m/s2   (2)cd杆受力情况如图,当cd杆所受重力与滑动摩擦力相等时,速度最大,即:mg=μFN 又FN=F安 安培力 F安=BIL  感应电流 I==   由以上几式解得v′=200m/s 答: (1)ab杆的加速度a为10m/s2; (2)当cd杆达到最大速度时ab杆的速度大小是200m/s.
复制答案
考点分析:
相关试题推荐
如图所示,一长绝缘木板靠在光滑竖直墙面上,质量为m.木板右下方有一质量为2m、电荷量为+q的小滑块,滑块与木板间的动摩擦因数为μ,木板与滑块处在场强大小为E=4mg/q的匀强电场中,电场方向水平向左,若电动机通过一根绝缘细绳拉动滑块,使之匀加速向上移动,当滑块与木板分离时,滑块的速度大小为v.此过程中电动机对滑块做的功为W.(重力加速度为g).
(1)求滑块向上移动的加速度大小;
(2)写出从滑块开始运动到与木板分离的过程中木板增加的机械能随时间变化的函数关系式.

manfen5.com 满分网 查看答案
manfen5.com 满分网用伏安法测电阻时,由于电压表、电流表内阻的影响,不论使用电流表内接法还是电流表外接法,都会产生系统误差.为了消除系统误差,某研究性学习小组设计了如图1所示的测量电路.
(1)请完成下列操作过程:
第一步:先将R2的滑动头调到最左端,单刀双掷开关S2合向a,然后闭合电键S1,调节滑动变阻器R1和R2,使电压表和电流表的示数尽量大些(不超过量程),读出此时电压表和电流表的示数U1、I1
第二步:保持两滑动变阻器的滑动触头位置不变,______
(2)根据以上记录数据写出被测电阻Rx的表达式Rx=______
(3)根据实验原理图1连接好实物图2.
查看答案
如图(a)所示,小车放在斜面上,车前端拴有不可伸长的细线,跨过固定在斜面边缘的小滑轮与重物相连,小车后面与打点计时器的纸带相连.起初小车停在靠近打点计时器的位置,重物到地面的距离小于小车到滑轮的距离.启动打点计时器,释放重物,小车在重物的牵引下,由静止开始沿斜面向上运动,重物落地后,小车会继续向上运动一段距离.打点计时器使用的交流电频率为50Hz.图(b)中a、b、c是小车运动过程中纸带上的三段,纸带运动方向如箭头所示.
manfen5.com 满分网
(1)根据所提供纸带上的数据,计算打c段纸带时小车的加速度大小为______m/s2(结果保留两位有效数字)
(2)判断小车运动的最大速度可能出现在b段纸带中的______
查看答案
有一些实验中需要较准确地测量物体转过的角度,为此人们在仪器上设计了一个可转动的圆盘,在圆盘的边缘标有刻度(称为主尺),圆盘外侧有一个固定不动的圆弧游标尺,如图所示(图中标出了圆盘的一部分和游标尺),圆盘上刻出对应的圆心角,游标尺上把主尺上19°范围对应的圆心角等分为10个格,试根据图中所示的情况读出此时游标上的0刻度线与圆盘上的0刻度线之问所夹的角度为______

manfen5.com 满分网 查看答案
如图所示,A、B、C是多用电表在进行不同测量时转换开关分别指示的位置,D是多用表表盘指针在测量时的偏转位置.
(1)若转换开关如A图所示,则读数是______
(2)若转换开关如B图所示,则读数是______
(3)若转换开关如C图所示,则读数是______
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.