如图甲所示,MN、PQ是固定于同一水平面内相互平行的粗糙长直导轨,间距L=2.0m;R是连在导轨一端的电阻,

kuaidi.ping-jia.net  作者:佚名   更新日期:2024-07-03
如图甲所示, MN 、 PQ 是固定于同一水平面内相互平行的粗糙长直导轨,间距 L =2.0m, R 是连在导轨一端

解:(1)从乙图可知, t =2.4s时 R 两端的电压达到最大, U m =1.0V,由于导体棒内阻不计,故 U m =E m = BLv m =1.0V所以 ①(2)因为 ,而 B 、 L 为常数,所以,在0~1.2s内导体棒做匀加速直线运动。设导体棒在这段时间内加速度为 a 。设 t 1 =1.2s时导体棒的速度为 v 1 ,由乙图可知此时电压 U 1 =0.90V因为 ②所以 在1.2s~2.4s时间内,根据功能原理 ③ 所以 J (3)导体棒做匀加速运动的加速度 当 t =1.2s时,设拉力为 F 1 ,则有 同理,设 t =2.4s时拉力为 F 2 ,则有 根据牛顿第二定律有 ④ ⑤ ⑥ 又因为 ⑦ ⑧ ⑨ 由④⑤⑥⑦⑧⑨,代入数据可求得: R =0.4Ω,

(1)从乙图可知,t=2.4s时R两端的电压达到最大,Um=1.0V,由于导体棒内阻不计,故Um=Em=BLvm=1.0V,所以 vm=EmBL=10.50×2.0m/s=1m/s… ①(2)因为E=U=BLv,而B、L为常数,所以,在0~1.2s内导体棒做匀加速直线运动.设导体棒在这段时间内加速度为a.设t1=1.2s时导体棒的速度为v1,由乙图可知此时电压U1=0.90V.因为 E1=U1=BLv1…②所以v1=U1BL=0.900.50×2.0m/s=0.9m/s 则在0~1.2s的时间内,导体棒移动的距离 S=v1+02t1=0.92×1.2m=0.54m(3)在1.2s~2.4s时间内,根据功能原理12mv12+P?△t=12mvm2+Q…③代入数据解得:Q=5.3J答:(1)导体棒ab最大速度vm的大小为1m/s;(2)在0~1.2s的时间内,导体棒移动的距离为0.54m;(3)在1.2s~2.4s的时间内,该装置总共产生的热量Q为5.3J.

解答:解:(1)导体棒内阻不计,E=U,B、L为常数,
在0~1.2s内导体棒做匀加速直线运动.
设导体棒加速度为a,t1=1.2s时导体棒速度为v1
由图可知,此时电压U1=0.90V.
E1=U1=BLv1
解得:v1=0.90m/s,
加速度:a=
v1?0
t1
=
0.9
1.2
=0.75m/s2
从图可知,t=2.4s时R两端的电压最大,
Em=l.0V,
由Em=BLvm
代入数据解得:vm=l.0m/s;
(2)在1.2s~2.4s内,由功能关系得:
P△t=
1
2
mvm2-
1
2
mv12+Q,
代入数据解得:Q=5.31J;
(3)当t=l.2s时,设拉力为F1
则F1=
P
v1
=
4.5
0.9
=5N,
同理,设t=2.4s时拉力为F2
则F2=
P
vm
=
4.5
1
=4.5N,
根据牛顿第二定律得:
F1-f-F安1=ma,
F2-f-F安2=0,
mg-N=0,f=μN,
安培力:F安1=BI1L=
BLU1
R

F安2=BI2L=
BLU2
R

代入数据解得:μ=0.2,R=0.4Ω;
答:(1)导体棒ab做匀变速运动的加速度为0.75m/s2,运动过程中最大速度的大小为1m/s;
(2)在1.2s~2.4s的时间内,该装置产生的总热量Q为5.31J;
(3)导体棒ab与导轨间的动摩擦因数μ为0.2,电阻R的值为0.4Ω.

  • 如图甲所示,光滑且足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在同一水平面上,两导...
    答:金属杆所受的安培力F A =BIL=2.4 0.2 N, 则P A =F A v=2.4W;(3)根据图线,I 1 2 t即为图线与时间轴包围的面积,所以W A =3I 1 2 R 1 t=3× 1 2 ×5×0.2×4=6 J又根据动能定理得,W F -W A =E k ,得W F =W A +E k =8.5 J...
  • ...光滑且足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在同一水平面上,两导轨间距L...
    答:所以U= BLR R+r at=kt 由图象得k=0.4 V/s,即 BLRa R+r =0.4V/s 得a=5m/s 2 两秒末速度v=at=10m/s F- B 2 L 2 V R+r =ma 得F=0.7N 则P=Fv=7W.
  • 如图甲所示,光滑且足够长的平行金属导轨MN,PQ固定在同一水平面上,
    答:加速度为a=5m/s2.(2)在t=2s时,由②得:Uv=0.8(V),回路中的电流强度为则金属杆受到的安培力为FB=BIl=0.5×2×0.2=0.2(N)由对杆应用牛顿第二定律得:F-FB=ma,则F=FB+ma=0.2+0.1×5=0.7(N)此时杆的速度为v=at=5×2=10m/s 所以,拉力的功率为P=Fv=0.7×10=7(W...
  • 如图甲所示, 光滑且足够长的平行金属导轨MN PQ固定在同一水平面上 两导...
    答:(1)由图乙可得路端电压与时间的函数关系为U=0.4t,金属杆ab产生的感应电动势E与时间的函数 关系为E=5U/4=0.5t,而E=BLv,得v=0.5t/BL=5t;(2)由于v=5t,说明金属杆ab做匀加速直线运动,加速度为a=5 m/s2 ;(3)5s末,金属杆ab产生的感应电动势E=0.5t=2.5V,电路中电流为I...
  • 如图甲所示,光滑且足够长的金属导轨MN、PQ平行地固定的同一水平面上,两...
    答:金属杆速度为v时,电压表的示数应为 由图象可知,U与t成正比,由于R、r、B及L均与不变量,所以v与t成正比,即金属杆应沿水平方向向右做初速度为零的匀加速直线运动金属杆运动的加速度 根据牛顿第二定律,在5.0s末时对金属杆有F-BIL=m a ,解得F=0.20N此时F的瞬时功率P=Fv=1.0W ...
  • (2014?静安区一模)如图,MN、PQ为固定在同一竖直平面内的两根水平导轨...
    答:tR1+R2=534C (3)在第5s末,棒的速度为:v5=at=53m/s 根据牛顿第二定律得:F1-F1A=m1a 即有:F1=B2d2R1+R2vab+m1a=12×0.120.4+0.6×53+1×3=21320N 所以F1的瞬时功率为P1=F1v5=21320×5
  • (16分)如图甲所示,足够长的平行金属导轨 MN 、 PQ 固定在同一水平面上...
    答:(1) (2) (3) (1)由 v-t 图象可得, t= 0时 (1分)又 所以 (1分) t 2 时刻 ab 达最大速度,故 (2分)解方程可得 (1分)(2) t 2 时刻 (2分)(3)0~ t 2 时间内,由微元法,有 (2分)即 可得 (1分) t 2 ...
  • 如图所示,光滑金属直轨道MN和PQ固定在同一水平面内,MN、PQ平行且足够...
    答:(1)感应电动势为:E=BLv=0.4×0.5×5=1.0V,电流为:I=ER+r=10.4+0.1=2A;(2)ab棒上的电压为:Uab=IR=2×0.4=0.8V;(3)ab受到的安培力为:F安=BIL=0.4×2×0.5=0.4N,导体棒克服安培力的功率为:P安=F安v=0.4×5=2W;答:(1)通过电阻R的电流大小为2A;...
  • 如图所示(俯视),MN和PQ是两根固定在同一水平面上的足够长且电阻不计...
    答:由动能定理得:qU=12mV2-0,带电粒子在磁场中作匀速圆周运动,由牛顿第二定律得:qVB2=mV2R.由于带电粒子与圆筒壁碰撞时无电量和能量损失,那么每次碰撞前后粒子速度大小不变.速度方向总是沿着圆筒半径方向,4个碰撞点与小孔a恰好将圆筒壁五等分,粒子在圆筒内的轨迹具有对称性,由5段相同的圆弧...
  • ...如图甲所示,光滑且足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在同一竖直面...
    答:5J由图象知,4s内回路中产生的热量Q=I2(R+r)t=238×0.12×10-2×5J=1.428J金属杆上升的总高度为H=h+vt=4+3×1=7m.对整个系统由能量守恒知:外力F在4s内做的总功为W=Q+mgH+EK=(1.428+1×10×7+4.5)J=76J故答案为:4.5,76.