当前位置:高中试题 > 物理试题 > 滑动摩擦力 > 如图,为光滑平行异形导轨ABCD与abcd,导轨的水平部分BCD处于竖直向上的匀强磁场中,BC段导轨宽度为CD段轨道宽度2倍,轨道足够长.将质量相同的金属棒P和...
题目
题型:不详难度:来源:
如图,为光滑平行异形导轨ABCD与abcd,导轨的水平部分BCD处于竖直向上的匀强磁场中,BC段导轨宽度为CD段轨道宽度2倍,轨道足够长.将质量相同的金属棒P和Q分别置于轨道上的AB和CD段,将P棒据水平轨道高为h的地方由静止释放,使其自由下滑,求:P棒和Q棒的最终速度.魔方格
答案
设P,Q棒的质量为m,长度分别为2L和L,磁感强度为B,P棒进入水平轨道的速度为v,
对于P棒,金属棒下落h过程应用动能定理:mgh=
1
2
mv2
解得棒刚进入磁场时的速度为:v=


2gh

当P棒进入水平轨道后,切割磁感线产生感应电流.P棒受到安培力作用而减速,Q棒受到安培力而加速,Q棒运动后也将产生感应电动势,与P棒感应电动势反向,因此回路中的电流将减小.最终达到匀速运动时,回路的电流为零,
所以:εpQ
即:2BLvp=BLvQ
2vp=vQ
因为当P,Q在水平轨道上运动时,它们所受到的合力并不为零.Fp=2BIL,FQ=BIL(设I为回路中的电流),因此P,Q组成的系统动量不守恒.
设P棒从进入水平轨道开始到速度稳定所用的时间为△t,
P,Q对PQ分别应用动量定理得:
-Fp△t=-2BIL△t=mvP-mv  ①
FQ△t=BIL△t=mvQ-0  ②
2vp=vQ
解得:vP=
1
5


2gh
,vQ=
2
5


2gh

答:P棒和Q棒的最终速度为
1
5


2gh
2
5


2gh
核心考点
试题【如图,为光滑平行异形导轨ABCD与abcd,导轨的水平部分BCD处于竖直向上的匀强磁场中,BC段导轨宽度为CD段轨道宽度2倍,轨道足够长.将质量相同的金属棒P和】;主要考察你对滑动摩擦力等知识点的理解。[详细]
举一反三
如图所示,一轻弹簧悬于天花板上,其劲度系数为k=400N/m,在弹簧的下端挂一物块A,用一橡皮筋把A和另一同质量的物块B沿水平方向紧紧束在一起,A和B接触面间的最大静摩擦力足够大,g=10m/s2,不计空气阻力.整个装置处于平衡状态时,弹簧的伸长量为5cm,现将A向上托起使弹簧的压缩量为5cm后从静止释放,A和B一起做竖直方向的简谐运动.在振动的最高点和最低点处A物块对B物块的静摩擦力的大小之比为(  )
A.3:1B.1:3C.1:1D.1:2
魔方格
题型:不详难度:| 查看答案
如图所示,通电直导线ab的质量为m、长为L,水平放置在倾角为θ的光滑斜面上,通以图示方向的电流,电流为I,要求导线ab静止在斜面上.
(1)若磁场的方向竖直向上,则磁感应强度为多大?
(2)若要求磁感应强度最小,则磁感应强度的大小、方向如何?魔方格
题型:不详难度:| 查看答案
如图所示,质量为m,带电量为q的小物块,从倾角为θ的粗糙绝缘斜面上由静止下滑,斜面与物块间的动摩擦因数为μ,整个斜面处于水平向外的匀强磁场中,磁感应强度为B,若物块下滑到斜面底端前能飞离斜面,则下面说法中正确的是(  )
A.物块在斜面上做匀加速直线运动
B.物块在斜面上做速度和加速度都增大的变加速直线运动
C.物块在斜面上的最大速度为
mgsinθ
Bq
D.物块在斜面上的最大加速度为gsinθ
魔方格
题型:不详难度:| 查看答案
如图所示,用长L=0.50m的绝缘轻质细线,把一个质量m=1.0g带电小球悬挂在带等量异种电荷的平行金属板之间,平行金属板间的距离d=5.0cm,两板间电压U=1.0×103V.静止时,绝缘线偏离竖直方向θ角,小球偏离竖直距离a=1.0cm.(θ角很小,为计算方便可认为tanθ≈sinθ,取g=10m/s2,需要求出具体数值,不能用θ角表示)求:
(1)两板间电场强度的大小;
(2)小球带的电荷量.魔方格
题型:不详难度:| 查看答案
如图甲所示,M、N是水平放置的一对金属板,其中M板中央有一个小孔O,两极板加一电压U.AB是一长4L的轻质绝缘细杆,在杆上等间距为L地固定着5个完全相同的带正电小球,每个小球的电荷量为q、质量为m.现将最下端小球置于O处,然后将AB由静止释放,AB在运动过程中始终保持竖直.当极板电压为U0时,经观察发现,在第2个小球进入电场到第3个小球进入电场这一过程中AB做匀速运动.设两金属板间距足够大,求:
(1)两板间电场强度E; 
(2)上述匀速运动过程中速度的大小v1
(3)第4个小球在O处时速度的大小v2
(4)设第1个小球进入电场到第2个进入电场经历的时间为t0,为了让第2个小球进入电场起AB一直做匀速运动,则电压U随时间t如何变化?请在图乙中画出.

魔方格
题型:不详难度:| 查看答案
版权所有 CopyRight © 2012-2019 超级试练试题库 All Rights Reserved.