如圖4-4-18（a）所示，一平行光滑軌道放置在水平面上，兩軌道間距L=0.2 m，電阻R=1.0 Ω.有一導體桿靜止地放在軌道上，與兩軌道垂直，桿與軌道的電阻皆可忽略不計，整個裝置處于磁感應(yīng)強度為B=0.50 T的勻強磁場中，磁場的方向垂直于軌道面向下，現(xiàn)用一外力F拉導體桿，使導體桿做加速度為a的勻加速運動，F(xiàn)與時間t的關(guān)系如圖（b）所示，求桿的質(zhì)量m和加速度a.

圖4-4-18

思路解析：導體桿與光滑軌道、電阻R組成閉合回路，當桿向右運動時在回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，桿在外力和安培力作用下做勻加速運動.經(jīng)時間t速度為v，則有：v=at

桿切割磁感線，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，由法拉第電磁感應(yīng)定律E=BLv

由右手定則判斷感應(yīng)電流方向為逆時針方向，根據(jù)歐姆定律：I=

桿受到的安培力，由楞次定律中的阻礙知：向左，大小為F安=BIL

根據(jù)牛頓第二定律：F-F安=ma

解以上各式得：F=ma+t，這就是外力F和時間t函數(shù)關(guān)系.

在圖象上任意取兩個點即可解得結(jié)果，如取（0，1）和（20，3）兩點代入最后的函數(shù)關(guān)系就能得兩個方程，解得：a=10 m/s2，m=0.1 kg.

答案：m=0.1 kg  a=10 m/s2


練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖5-4-18所示電路中的變壓器為理想變壓器，S為單刀雙擲開關(guān)。P是滑動變阻器R的滑動觸頭，U1為加在原線圈兩端的交變電壓，I1、I2分別為原線圈和副線圈中的電流。下列說法正確的是（　　）?

圖5-4-18

A.保持P的位置及U1不變，S由b切換到a，則R上消耗的功率減小?

B.保持P的位置及U1不變，S由a切換到b，則I2減小?

C.保持P的位置及U1不變，S由b切換到a，則I1增大?

D.保持U1不變，S接在b端，將P向上滑動，則I1減小?

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖4-1-18（甲），將一條輕而柔軟的細繩一端拴在天花板上的A點，另一端拴在豎直墻上的B點，A和B到O點的距離相等，繩長是OA的2倍.圖4-1-18（乙）所示為一質(zhì)量可忽略的動滑輪K，滑輪下懸掛一質(zhì)量為m的重物.不計摩擦，現(xiàn)將動滑輪和重物一起掛到繩上，達到平衡時，繩所受的拉力是多大？

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

帶負電的小物體A放在傾角為θ(sinθ=0.6)的絕緣斜面上，整個斜面處于范圍足夠大、方向水平向右的勻強電場中，如圖3-4-18所示.物體A的質(zhì)量為m、電荷量為-q，與斜面間的動摩擦因數(shù)為μ，它在電場中受到的電場力的大小等于重力的一半.物體A在斜面上由靜止開始下滑，經(jīng)時間t后突然在斜面區(qū)域加上范圍足夠大的勻強磁場,磁場方向與電場強度方向垂直，磁感應(yīng)強度大小為B，此后物體A沿斜面繼續(xù)下滑距離L后離開斜面.

圖3-4-18

（1）物體A在斜面上的運動情況怎樣？說明理由;

（2）物體A在斜面上運動過程中有多少能量轉(zhuǎn)化為內(nèi)能？（結(jié)果用字母表示）

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖4-4-18所示，平行金屬導軌與水平面間夾角均為θ=37°，導軌間距為1 m，電阻不計，導軌足夠長.兩根金屬棒ab和a′b′的質(zhì)量都是0.2 kg，電阻都是1 Ω,與導軌垂直放置且接觸良好，金屬棒與導軌之間的動摩擦因數(shù)為0.25，兩個導軌平面處均存在著垂直軌道平面向上的勻強磁場（圖中未畫出），磁感應(yīng)強度B的大小相同，讓a′b′固定不動，將金屬棒ab由靜止釋放，當ab下滑速度達到穩(wěn)定時，整個回路消耗的電功率為8 W.求：

（1）ab達到的最大速度多大？

（2）ab下落了30 m高度時，其下滑速度已經(jīng)達到穩(wěn)定，則此過程中回路電流的發(fā)熱量Q多大？

（3）如果將ab與a′b′同時由靜止釋放，當ab下落了30 m高度時，其下滑速度也已經(jīng)達到穩(wěn)定，則此過程中回路電流的發(fā)熱量Q′為多大？（取g=10 m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8）

圖4-4-18

查看答案和解析>>

同步練習冊答案