當(dāng)前位置： 2021-2022學(xué)年廣東省東莞市豐泰外國語學(xué)校、麻涌中學(xué)等五校高二（下）期中物理試卷> 試題詳情

如圖所示，處于勻強(qiáng)磁場中的兩根足夠長、電阻不計的平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ相距L=1m,上端連接一個阻值R=3Ω的電阻，導(dǎo)軌平面與水平面夾角α=37°，長為L的金屬棒ab垂直于MN、PQ放置在導(dǎo)軌上，且始終與導(dǎo)軌接觸良好，它們之間的動摩擦因數(shù)μ=0.25，整個裝置處在垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場中．已知金屬棒ab的質(zhì)量為m=0.5kg,r=1Ω，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T．金屬棒ab從靜止開始運(yùn)動，若金屬棒下滑距離為s=20m時速度恰好達(dá)到最大值（sin37°=0.6，cos37°=0.8，取g=10m/s²）。求：
（1）金屬棒達(dá)到的最大速度；
（2）金屬棒由靜止開始下滑位移為s的過程中，金屬棒上產(chǎn)生的焦耳熱。

【考點(diǎn)】電磁感應(yīng)過程中的能量類問題；導(dǎo)體平動切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢；電磁感應(yīng)過程中的動力學(xué)類問題．

【答案】見試題解答內(nèi)容

【解答】

【點(diǎn)評】

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發(fā)布：2024/4/20 14:35:0組卷：102引用：4難度：0.4

相似題

1．如圖甲所示，超級高鐵是一種以“真空管道運(yùn)輸”為理論核心設(shè)計的交通工具，它具有超高速、低能耗、無噪聲、零污染等特點(diǎn)。如圖乙所示，已知管道中固定著兩根平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ兩導(dǎo)軌的間距為
3
r,運(yùn)輸車的質(zhì)量為m,橫截面是半徑為r的圓。運(yùn)輸車上固定著與導(dǎo)軌垂直的兩根導(dǎo)體1和2，間距為D．每根導(dǎo)體棒的電阻為R，每段長度為D的導(dǎo)軌的電阻也為R，其他電阻忽略不計，重力加速度為g

（1）如圖丙所示，當(dāng)管道中的導(dǎo)軌平面與水平面成θ=30°角時，運(yùn)輸車恰好能無動力地勻速下滑，求運(yùn)輸車與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)μ
（2）在水平導(dǎo)軌上進(jìn)行實驗，不考慮摩擦及空氣阻力。
①當(dāng)運(yùn)輸車由靜止離站時，在導(dǎo)體棒2后間距為D處接通固定在導(dǎo)軌上電動勢為E的直流電源，此時導(dǎo)體棒1、2均處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，垂直導(dǎo)軌平面向下的勻強(qiáng)磁場中，如圖丁。求剛接通電源時運(yùn)輸車的加速度的大?。唬娫磧?nèi)阻不計，不考慮電磁感應(yīng)現(xiàn)象）
②當(dāng)運(yùn)輸車進(jìn)站時，管道內(nèi)依次分布磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，寬度為D的勻強(qiáng)磁場，且相鄰的勻強(qiáng)磁場的方向相反。求運(yùn)輸車以速度v₀從如圖戊通過距離D后的速度v。
發(fā)布：2024/11/11 5:30:2組卷：433引用：6難度：0.3
解析

2．我國完全自主設(shè)計建造的首艘電磁彈射型航空母艦“福建艦”采用平直通長飛行甲板，滿載排水量8萬余噸。電磁彈射器的主要部件是一套直線感應(yīng)電動機(jī)，利用強(qiáng)大電流通過線圈產(chǎn)生的磁場推動飛機(jī)托架高速前進(jìn)，帶動飛機(jī)起飛，原理簡圖如圖所示。電動機(jī)初級線圈固定在甲板下方，彈射時，旋轉(zhuǎn)電刷極短時間內(nèi)從觸點(diǎn)1高速旋轉(zhuǎn)到觸點(diǎn)14，依次在線圈A、B、C、D、E、???、M、N中產(chǎn)生強(qiáng)大的磁場，在磁場從線圈A高速變化到線圖N的過程中，直線感應(yīng)電機(jī)的次級線圈（飛機(jī)托架）中就會產(chǎn)生強(qiáng)大的感應(yīng)電流，飛機(jī)托架會在安培力的推動下帶動飛機(jī)高速前進(jìn)。已知整個加速系統(tǒng)長約90余米，彈射時在2.5s內(nèi)可以將質(zhì)量為30t的飛機(jī)由靜止加速到260km/h的離艦速度。若彈射過程安培力恒定，不計阻力，飛機(jī)托架的質(zhì)量可忽略，線圈電阻不計，重力加速度為g,下列說法正確的是（　?。?br />

A．彈射過程中，飛機(jī)運(yùn)動的速度總是小于磁場變化的速度

B．彈射該架飛機(jī)，安培力做的功約為1.01×10⁹J

C．彈射過程中，直線感應(yīng)電機(jī)的最大輸出功率約為2.6×10⁷W

D．彈射過程中，飛機(jī)沿水平方向運(yùn)動，質(zhì)量為m的飛行員需要承受座艙的水平作用力的大小約為3mg

發(fā)布：2024/11/11 17:30:1組卷：38引用：3難度：0.6

解析

3．兩平行、光滑的直導(dǎo)軌與水平面間的夾角為θ，導(dǎo)軌處在垂直導(dǎo)軌平面向下的勻強(qiáng)磁場中，兩根長度、材料均相同的均質(zhì)金屬棒P、Q垂直地放在導(dǎo)軌上，一根輕質(zhì)細(xì)繩跨過如圖所示的輕質(zhì)定滑輪，一端懸吊一重物，另一端連接金屬棒Q，定滑輪右側(cè)的細(xì)繩和導(dǎo)軌平行，將兩金屬棒同時由靜止釋放，經(jīng)過一段時間后，金屬棒P的速度始終為v。已知金屬棒Q的質(zhì)量為2m,金屬棒P和重物的質(zhì)量均為m,兩金屬棒運(yùn)動過程中始終與導(dǎo)軌垂直并接觸良好，閉合回路中除兩金屬棒以外的電阻均不計，重力加速度大小為g,下列說法正確的是（　　）
A．金屬棒Q的最大速度為
v
3
B．金屬棒Q的最大加速度為
g
3
C．金屬棒P、Q的加速距離之比等于3：1
D．金屬棒Q上產(chǎn)生的焦耳熱的最大功率為
4
mgv
27
發(fā)布：2024/11/12 20:0:1組卷：102引用：4難度：0.5
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