满分5 > 高中物理试题 >

如图所示,两根固定的光滑的绝缘导轨的水平部分与倾斜部分平滑连接,两导轨的间距L=...

如图所示,两根固定的光滑的绝缘导轨的水平部分与倾斜部分平滑连接,两导轨的间距L=O.5m,导轨的倾斜部分与水平面成θ=53°角.在导轨的倾斜部分方向垂直于斜面向上、磁感应强度大小为B=1T、边长为L的正方形的匀强磁场区域abcd,导轨的水平部分有n个相同的方向竖直向上,磁感应强度大小均为B=1T、边长为L的正方形匀强磁场区域,磁场左、右两侧边界均与导轨垂直,在导轨的水平部分中相邻两个磁场区域的间距也为L.现有一质量m=0.5kg,电阻r=0.2Ω,边长也为L的质量分布均匀的正方形金属线框PQMN,从倾斜导轨上由静止释放,释放时MN边离水平导轨的竖直高度h=2.4m,当金属线框的MN边刚滑进磁场abed时恰好做匀速直线运动,此后,金属线框从导轨的倾斜部分滑上水平部分继续运动并最终停止(重力加速度g=10m/s2sin53°=0.8,线框在运动过程中MN边始终与导轨垂直).则:

(1)金属线框刚释放时MN边与ab的距离S是多少?

(2)整个过程中金属线框内产生的焦耳热是多少?

(3)金属线框能穿越导轨水平部分中几个完整的磁场区域?.

 

(1)0.64m;(2)13J;(3)金属框能穿越导轨水平部分中2个完整的磁场区域 【解析】(1)设金属线框刚进入磁场区域abcd的速度为v1,则线框中产生的感应电动势 安培力 依题意,有:F=mgsinθ 线框下滑距离s的过程中,根据动能定理,有: 联立以上各式解得:s=0.64m (2)整个过程中,根据能量守恒定律,有: 金属线框内产生的焦耳热 (3)设金属线框刚全部进入水平导轨时速度为v2,线框在倾斜轨道上运动的全过程中,根据动能定理,有: 解得:v2=6m/s 线框进入水平导轨的磁场中后由于受到安培力作用而减速直至速度减为零,线框在穿越任一磁场区域的过程中,根据动量定理,有: ,即BLq=m△v 又 所以,线框在穿越每一磁场区域速度的减少量相同,且 线框在水平导轨上穿越磁场区域的个数 金属框能穿越导轨水平部分中2个完整的磁场区域。 【名师点睛】 对金属线框进行受力分析和运动过程分析.运用法拉第电磁感应定律求出感应电动势,求出安培力.运用动能定理多次研究,可以求出距离、速度等一些未知的物理量.运用动量定理求出速度的变化量.根据能量守恒定律,求出产生的焦耳热。  
复制答案
考点分析:
相关试题推荐

如图所示,质量为m的小物块以水平速度v0滑上原来静止在光滑水平面上质量为M的小车上,物块与小车间的动摩擦因数为μ,小车足够长.求:

(1)小物块相对小车静止时的速度;

(2)从小物块滑上小车到相对小车静止所经历的时间;

(3)从小物块滑上小车到相对小车静止时,系统产生的热量和物块相对小车滑行的距离.

 

查看答案

如图所示,相距L=0.4m、电阻不计的两平行光滑金属导轨水平放置,一端与阻值R=0.15Ω的电阻相连,导轨处于磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面向里.质量m=0.1kg、电阻r=0.05Ω的金属棒置于导轨上,并与导轨垂直.t=0时起棒在水平外力F作用下以初速度v0=2m/s、加速度a=1m/s2沿导轨向右匀加速运动.求:

(1)t=2s时回路中的电流;

(2)t=2s时外力F大小;

(3)前2s内通过棒的电荷量.

 

查看答案

研究两个小球在轨道水平部分碰撞的规律(动量守恒定律):先安装好如图1实验装置,在地上铺一张白纸.白纸上铺放复写纸,记下重锤线所指的位置O.之后的实验步骤如下:

步骤1:不放小球2,让小球1从斜槽上A点由静止滚下,并落在地面上.重复多次,用尽可能小的圆,把小球的所有落点圈在里面,其圆心就是小球落点的平均位置;

步骤2:把小球2放在斜槽前端边缘位置B,让小球1从A点由静止滚下,使它们碰撞.重复多次,并使用与步骤1同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置;

步骤3:用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置M、P、N离O点的距离,即线段OM、OP、ON的长度.

(1)上述实验除需测量线段OM、OP、ON的长度外,还需要测量的物理量有 ________

A.A、B两点间的高度差h1     

B.B点离地面的高度h2

C.小球1和小球2的质量m1m2    

D.小球1和小球2的半径r

(2)当所测物理量满足 ________________ 时(用所测物理量的字母表示),说明两球碰撞遵守动量守恒定律.如果还满足_________________时(用所测物理量的字母表示),说明两球碰撞发生弹性碰撞.

(3)完成上述实验后,某实验小组对装置进行了如图2所示的改造.在水平槽末端与水平地面间放置了一个斜面,斜面的顶点与水平槽等高且无缝连接.使小球1仍从斜槽上A点由静止滚下,重复实验步骤1和2的操作,得到两球落在斜面上的平均落点M′、P′、N′.用刻度尺测量斜面顶点到M′、P′、N′三点的距离分别为l1l2l3.则验证两球碰撞过程中动量守恒的表达式为__________________ (用所测物理量的字母表示).

 

查看答案

(1)绕在同一铁芯上的线圈Ⅰ、Ⅱ按图所示方法连接,判断在以下各情况中,线圈Ⅱ中是否有感应电流产生.

①闭合电健K的瞬时 _________

②保持电键K闭合的时候 _________

③断开电健K的瞬时 _________

电键K闭合将变阻器RO的滑动端向左滑动时: _________ .(以上各空均填“有”或“无”)

(2)为判断线圈绕向,可将灵敏电流计G与线圈L连接,如图所示,已知线圈由a端开始绕至b端,当电流从电流计G左端流入时,指针向左偏转.

①将磁铁N极向下插入线圈,发现指针向左偏转,俯视线圈,其绕向为 ___________________ (填:“顺时针”或“逆时针”).

②当条形磁铁从图示中的虚线位置向右远离L时,指针向右偏转,俯视线圈,其绕向为___________(填:“顺时针”或“逆时针”).

 

查看答案

如图所示,同一竖直面内的正方形导线框ab的边长均为l,电阻均为R,质量分别为2mm.它们分别系在一跨过两个定滑轮的轻绳两端,在两导线框之间有一宽度为2l、磁感应强度大小为B、方向垂直竖直面的匀强磁场区域.开始时,线框b的上边与匀强磁场的下边界重合,线框a的下边到匀强磁场的上边界的距离为l.现将系统由静止释放,当线框b全部进入磁场时,ab两个线框开始做匀速运动.不计摩擦和空气阻力,则(  )

A. ab两个线框匀速运动的速度大小为

B. 线框a从下边进入磁场到上边离开磁场所用时间为

C. 从开始运动到线框a全部进入磁场的过程中,线框a所产生的焦耳热为mgl

D. 从开始运动到线框a全部进入磁场的过程中,两线框共克服安培力做功为2mgl

 

查看答案
试题属性

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