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17.如圖所示,電阻不計(jì)的平行光滑金屬導(dǎo)軌與水平面的夾角為θ,寬度為L(zhǎng),下端與阻值為R的電阻相連.磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直穿過(guò)導(dǎo)軌平面,現(xiàn)使質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒ab位置以平行于斜面的初速度沿導(dǎo)軌向上運(yùn)動(dòng),滑行到最遠(yuǎn)位置a′b′后又下滑.已知導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的最大加速度為2gsinθ,g為重力加速度,軌道足夠長(zhǎng),則( �。�
A.導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的最大速度\frac{mgsinθ}{{B}^{2}{l}^{2}}
B.R上的最大熱功率為\frac{{{m^2}{g^2}R{{sin}^2}θ}}{{{B^2}{l^2}}}
C.導(dǎo)體棒返回到ab位置前已經(jīng)達(dá)到下滑的最大速度
D.導(dǎo)體棒返回到ab位置時(shí)剛好達(dá)到下滑的最大速度

分析 當(dāng)導(dǎo)體棒合力為零,速度最大,電流最大,熱功率最大.上滑時(shí)的初始時(shí)刻,加速度最大,根據(jù)牛頓第二定律,結(jié)合切割產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)公式、歐姆定律、安培力公式求出此時(shí)的速度,對(duì)全過(guò)程研究,運(yùn)用能量守恒定律判斷在何位置下滑的速度最大.

解答 解:A、當(dāng)導(dǎo)體棒所受的合力為零時(shí),速度最大,有:mgsinθ=\frac{{B}^{2}{L}^{2}{v}_{m}}{R}.解得vm=\frac{mgRsinθ}{{B}^{2}{l}^{2}}.故A錯(cuò)誤.
B、當(dāng)速度最大時(shí),感應(yīng)電流最大,R上的功率最大,則P=\frac{{E}^{2}}{R}=\frac{(Bl{v}_{m})^{2}}{R}=\frac{{{m^2}{g^2}R{{sin}^2}θ}}{{{B^2}{l^2}}}.故B正確.
CD、導(dǎo)體棒向上運(yùn)動(dòng)速度最大時(shí),加速度最大,即在ab時(shí)的速度最大,設(shè)為v,根據(jù)牛頓第二定律得,mgsinθ+\frac{{B}^{2}{l}^{2}v}{R}=ma=2mgsinθ,則在ab時(shí)的速度v=\frac{mgRsinθ}{{B}^{2}{l}^{2}},與下滑的最大速度相等,對(duì)從ab開(kāi)始向上運(yùn)動(dòng)開(kāi)始到下滑最大速度的過(guò)程中,由能量守恒定律得,動(dòng)能變化量為零,則重力勢(shì)能的減小量等于內(nèi)能的產(chǎn)生.知導(dǎo)體棒返回到ab位置以下達(dá)到下滑的最大速度.故C、D錯(cuò)誤.
故選:B.

點(diǎn)評(píng) 在分析下滑速度最大時(shí)的位置,抓住動(dòng)能變化量為零,重力勢(shì)能減小量等于內(nèi)能的增加量分析.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

8.如圖所示,在平面直角坐標(biāo)系xoy中,一半徑為R圓形區(qū)域內(nèi)有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),方向垂直紙面向外,圓形區(qū)域的圓心P在x軸上,OP=R.一質(zhì)量為m、電量為q帶正電的粒子從N點(diǎn)沿平行于x軸正方向進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng),入射點(diǎn)N到x軸的距離為h,粒子重力不計(jì).則:
(1)粒子經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)射出時(shí)的速度方向恰好與其入射方向相反,求粒子的入射速度大�。�
(2)若h=\frac{{\sqrt{3}}}{2}R,粒子以另一速度從N點(diǎn)射入恰好能從O點(diǎn)射出,求該情況下粒子速度大小和從N點(diǎn)經(jīng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)到達(dá)O點(diǎn)的時(shí)間.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

9.如圖所示,一個(gè)質(zhì)量為m=2×10-15kg,電荷量為q=+3×10-10c的帶電粒子(重力忽略不計(jì)),從靜止開(kāi)始經(jīng)U1=90V電壓加速后,由中點(diǎn)水平進(jìn)入兩水平平行金屬板間的偏轉(zhuǎn)電場(chǎng),偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的電壓U2=70V,金屬板長(zhǎng)L=30\sqrt{3}cm,板間距離d=35cm.求
(1)粒子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)速度v0的大小;
(2)粒子射出電場(chǎng)時(shí)的速度方向與水平方向的夾角
(3)若在兩平行金屬板右側(cè)區(qū)域加上垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)區(qū)域的寬度D=20cm,為使粒子從磁場(chǎng)的右邊界沿水平方向射出,磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)為多大?粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為多少?

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

5.某粒子分析器的簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)如圖.一束帶電粒子(不計(jì)重力和粒子間的相互影響)從A小孔以特定的角度和初速度射入平行板電極P和Q之間的真空區(qū)域,經(jīng)偏轉(zhuǎn)后打在Q極板上如圖所示的位置.在其他條件不變的情況下要使該粒子束能從Q極板上B孔射出,下列操作中可能實(shí)現(xiàn)的是(  )
A.先斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S,再適當(dāng)上移P極板B.先斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S,再適當(dāng)左移P極板
C.保持開(kāi)關(guān)S閉合,適當(dāng)上移P極板D.保持開(kāi)關(guān)S閉合,適當(dāng)左移P極板

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

12.如圖所示,質(zhì)量為m的滑塊在水平面上撞向彈簧,當(dāng)滑塊將彈簧壓縮了x0時(shí)速度減小到零,然后彈簧又將滑塊向右推開(kāi).已知彈簧的勁度系數(shù)為k,滑塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,整個(gè)過(guò)程彈簧未超過(guò)彈性限度.則在滑塊向左運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,下列判斷正確的是( �。�
A.滑塊始終做加速運(yùn)動(dòng)
B.滑塊始終做減速運(yùn)動(dòng)
C.當(dāng)彈簧形變量x=\frac{μmg}{k}時(shí),物體的加速度大小為2μg
D.滑塊與彈簧接觸過(guò)程中最大加速度為\frac{k{x}_{0}+μmg}{m}

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

2.質(zhì)量為M的帶支架的小車(chē)靜止在光滑水平地面上,支架上用長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕繩懸掛一質(zhì)量為m的小球,現(xiàn)將小球拉至懸線水平位置后由靜止釋放,如圖所示,試求在小球擺動(dòng)過(guò)程中,小車(chē)的最大速度和最大位移.

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9.上饒市云碧峰森林公園裝有供游人休閑的吊床,吊床用繩子拴在兩棵樹(shù)上等高的位置.某人先坐在吊床上,后躺在吊床上,均處于靜止?fàn)顟B(tài).設(shè)吊床兩端系繩的拉力為F1、吊床對(duì)該人的作用力為F2,則(  )
A.坐著比躺著時(shí)F1B.躺著比坐著時(shí)F1
C.坐著比躺著時(shí)F2D.躺著與坐著時(shí)F2一樣大

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

6.如圖所示,通過(guò)定滑輪懸掛兩個(gè)質(zhì)量為m1和m2的物體,其中m1>m2,不計(jì)繩子質(zhì)量、繩子與滑輪間的摩擦等,當(dāng)m1向下運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間距離的過(guò)程中,下列說(shuō)法正確的是( �。�
A.m1勢(shì)能的減少量等于m1動(dòng)能的增加量
B.m1勢(shì)能的減少量等于m2勢(shì)能的增加量
C.m1勢(shì)能的減少量等于m1與m2兩者動(dòng)能的增加量
D.m1機(jī)械能的減少量等于m2機(jī)械能的增加量

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

7.如圖所示,a、b、c為靜電場(chǎng)中一條直線上的三點(diǎn),b為ac中點(diǎn).a(chǎn)、c兩點(diǎn)的電勢(shì)分別為φa=6V、φc=2V.下列說(shuō)法中正確的是( �。�
A.ab和bc之間的電勢(shì)差大小關(guān)系一定為Uab=Ubc
B.電場(chǎng)強(qiáng)度的方向一定為由a指向b
C.正電荷在a點(diǎn)的電勢(shì)能一定大于在c點(diǎn)的電勢(shì)能
D.a點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度一定大于c點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度

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