12.如圖所示,間距l(xiāng)=0.3m的平行金屬導(dǎo)軌a1b1c1和a2b2c2分別固定在兩個豎直面內(nèi).在水平面a1b1b2a2區(qū)域內(nèi)和傾角θ=37°的斜面c1b1b2c2區(qū)域內(nèi)分別有磁感應(yīng)強(qiáng)度B1=0.4T、方向豎直向上和B2=1T、方向垂直于斜面向上的勻強(qiáng)磁場.阻值R=0.3Ω、質(zhì)量m1=0.1kg、長為l的相同導(dǎo)體桿K、S、Q分別放置在導(dǎo)軌上,S桿的兩端固定在b1、b2點,K、Q桿可沿導(dǎo)軌無摩擦滑動且始終接觸良好.一端系于K桿中點的輕繩平行于導(dǎo)軌繞過輕質(zhì)定滑輪自然下垂,繩上穿有質(zhì)量m2=0.05kg的小環(huán).已知小環(huán)以a=6m/s2的加速度沿繩下滑,K桿保持靜止,Q桿在垂直于桿且沿斜面向下的拉力F作用下勻速運動.不計導(dǎo)軌電阻和滑輪摩擦,繩不可伸長.取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.求:

(1)小環(huán)所受摩擦力的大小;
(2)K桿中的電流大小I1
(3)Q桿所受拉力的瞬時功率.

分析 (1)根據(jù)牛頓第二定律可求得小球受到的摩擦力大。
(2)對K桿分析,根據(jù)共點力的平衡條件可求得電流大。
(3)對k桿由受力平衡可得出安培力與摩擦力的關(guān)系;由電路的規(guī)律可得出總電流與k中電流的關(guān)系;Q桿的滑動產(chǎn)生電動勢,則由E=Blv及閉合電路的歐姆定律可得出電流表達(dá)式;由Q桿受力平衡可得出拉力及安培力的表達(dá)式,則由功率公式可求得拉力的瞬時功率.

解答 解:(1)設(shè)小環(huán)受到的摩擦力大小為f,由牛頓第二定律,有:m2g-f=m2a
代入數(shù)據(jù)得:f=0.2 N.
(2)K桿受力平衡,有:f=B1I1l
代入數(shù)據(jù)得:I1=1.67 A.
(3)設(shè)回路總電流為I,總電阻為R,有:I=2I1,R=$\frac{3}{2}$R
設(shè)Q桿下滑速度大小為v,產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E,有:
I=$\frac{E}{{R}_{總}}$,E=B2lv
F+m1gsinθ=B2Il
拉力的瞬時功率為:P=Fv
聯(lián)立以上方程,代入數(shù)據(jù)得:P=2 W.
答:(1)小環(huán)所受摩擦力的大小為0.2N;
(2)K桿中的電流大小I1為1.67A
(3)Q桿所受拉力的瞬時功率為2W.

點評 本題考查切割產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢與電路的結(jié)合及功能關(guān)系的結(jié)合,在分析中要注意物體運動狀態(tài)(加速、勻速或平衡)由牛頓第二定律可得出對應(yīng)的表達(dá)式,從而聯(lián)立求解.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

20.下列說法正確的是( 。
A.牛頓利用扭秤裝置比較準(zhǔn)確地測出了引力常量,體現(xiàn)了放大和轉(zhuǎn)換的思想
B.開普勒以天體間普遍存在的引力為依據(jù),運用嚴(yán)密的邏輯推理建立了萬有引力定律
C.為了探究勻速圓周運動向心力F與小球質(zhì)量m、角速度ω、半徑r的關(guān)系,物理上采用了控制變量的方法
D.愛因斯坦提出的狹義相對論表明經(jīng)典力學(xué)適用于微觀粒子和高速運動物體

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

3.如圖所示,放在水平地面上的物體A重G=100N,左側(cè)用輕質(zhì)繩系在墻上,此時張力為零,右側(cè)連著一輕質(zhì)彈簧,已知物體與地面間的動摩擦因數(shù)μ=0.4,彈簧的勁度系數(shù)k=25N/cm.在彈簧的右端加一水平拉力F,則:
(1)當(dāng)彈簧伸長1cm時,物體受哪幾個力的作用,各為多大
(2)當(dāng)彈簧伸長2cm時,物體受哪幾個力的作用,各為多大.

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

20.“天宮一號”與“神舟十號”對接前需要從距離地面約362千米的近似圓軌道,自然降到約343千米的交會對接軌道,假設(shè)“天宮一號”從362千米的近似圓軌道下降到343千米的圓軌道的過程中,沒有開動發(fā)動機(jī).則下列說法正確的是( 。
A.“天宮一號”的運行周期將增大B.“天宮一號”運行的加速度將減小
C.“天宮一號”的動能將增大D.“天宮一號”的機(jī)械能將增大

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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

7.如圖,用“碰撞試驗器”可以驗證動量守恒定律,即研究兩個小球在軌道水平部分碰撞前后的動量關(guān)系.
①試驗中,直接測定小球碰撞前后的速度是不容易的.但是,可以通過僅測量C(填選項前的序號)來間接地解決這個問題
A.小球開始釋放高度h
B.小球拋出點距地面的高度H
C.小球做平拋運動的射程
②圖中O點是小球拋出點在地面上的垂直投影,實驗時,先讓入射球m1多次從斜軌上S位置靜止釋放,找到其平均落地點的位置P,測量平拋射程OP,然后,把被碰小球m2靜止于軌道的水平部分,再將入射小球m1從斜軌上S位置靜止釋放,與小球m2相撞,并多次重復(fù).椐圖可得兩小球質(zhì)量的關(guān)系為m1>m2,接下來要完成的必要步驟是ADE(填選項的符號)
A.用天平測量兩個小球的質(zhì)量m1、m2
B.測量小球m1開始釋放高度h
C.測量拋出點距地面的高度h
D.分別找到m1、m2相碰后平均落地點的位置M、N
E.測量平拋射程OM,ON
③若兩球相碰前后的動量守恒,其表達(dá)式可表示為m1•OM+m2•ON=m1OP用②中測量的量表示)
若碰撞是彈性碰撞.那么還應(yīng)滿足的表達(dá)式為m1•OM2+m2•ON2=m1OP2(用②中測量的量表示).

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

17.潮汐能是一種很有潛力的待開發(fā)的新能源.圖是雙向潮汐發(fā)電站示意圖.
(a)漲潮時,水經(jīng)通道進(jìn)入海灣,待內(nèi)外水位高度相同,堵住通道,潮落至最低時放水發(fā)電如圖
(b).待內(nèi)外水面高度相同,再堵住通道,直到下次漲潮至最高點,再放水發(fā)電如圖
(c).設(shè)海灣面積為S,漲潮與落潮水位差為h,海水密度為ρ,則一次漲、落潮可以發(fā)電的海水勢能為(  )
A.ρSh2B.$\frac{ρS{h}^{2}}{2}$C.ρSh2gD.$\frac{ρS{h}^{2}g}{2}$

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

4.如圖所示,跨過定滑輪的輕繩兩端分別系著物體A和物體B,物體A放在傾角θ=37°的斜面上,物體A與斜面間的動摩擦因數(shù)μ=0.2,滑輪的摩擦不計.已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度g=10m/s2,滑動摩擦力等于最大靜摩擦力.若物體A靜止在斜面上,已知A的質(zhì)量為1kg,則B的質(zhì)量是多少?

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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

1.在圖1“驗證機(jī)械能守恒定律”的實驗中
(1)根據(jù)紙帶算出各點的速度v,量出下落距離h,則以v2為縱軸,以h為橫軸,畫出的圖線應(yīng)是圖2中的C
(2)實際上,物體動能的增加量△Ek必定稍小于(填:大小或小于)勢能的減少量△EP

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

2.真空中兩個電荷量分別為Q1、Q2的點電荷,已知它們之間的距離為r,靜電力常量為k.根據(jù)庫侖定律,A電荷對B電荷的靜電力大小為( 。
A.k$\frac{{Q}_{1}{Q}_{2}}{r}$B.k$\frac{{Q}_{1}{Q}_{2}}{{r}^{2}}$C.k$\frac{{Q}_{1}}{{r}^{2}}$D.k$\frac{{Q}_{2}}{{r}^{2}}$

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同步練習(xí)冊答案