當(dāng)前位置： 2022-2023學(xué)年黑龍江省哈爾濱九中高二（下）期中物理試卷> 試題詳情

如圖所示，足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌固定在傾角α=30°的絕緣斜面上，導(dǎo)軌間距l(xiāng)=0.5m,電阻不計(jì)；沿導(dǎo)軌方向建立x軸，虛線(xiàn)EF與坐標(biāo)原點(diǎn)O在同一水平線(xiàn)上；空間存在垂直于斜面的磁場(chǎng)，取垂直于斜面向上為正方向，則磁感應(yīng)強(qiáng)度的分布為B=
-
1
（
T
）
，
x
＜
0
0
.
6
+
0
.
8
x
（
T
）
，
x
≥
0
?，F(xiàn)有一質(zhì)量m=0.1kg、電阻R₁=0.2Ω的金屬棒ab放置在導(dǎo)軌上，下方還有質(zhì)量m₂=0.3kg、邊長(zhǎng)均為I的U形框cdef,其中金屬棒de的電阻R₂=0.20，cd、ef 兩棒是絕緣的，金屬棒、U形框與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ=
3
3
，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力給金屬棒ab 一個(gè)沿斜面向下的瞬時(shí)速度v₀，g取10m/s²。
（1）若v₀=4m/s,求此瞬間金屬棒ab上感應(yīng)電流的方向和電勢(shì)差U；
（2）為使棒、框碰撞前U形框能保持靜止，求v₀應(yīng)滿(mǎn)足的條件；
（3）若金屬棒ab位于x=-0.32m處，當(dāng)v₀=4m/s時(shí)，金屬棒ab與U形框發(fā)生完全非彈性碰撞，求最終靜止時(shí)de邊的坐標(biāo)。

【考點(diǎn)】電磁感應(yīng)過(guò)程中的電路類(lèi)問(wèn)題；導(dǎo)體平動(dòng)切割磁感線(xiàn)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；電磁感應(yīng)過(guò)程中的動(dòng)力學(xué)類(lèi)問(wèn)題．

【答案】見(jiàn)試題解答內(nèi)容

【解答】

【點(diǎn)評(píng)】

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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：73引用：2難度：0.2

相似題

1．如圖，半徑為R，粗細(xì)均勻的單匝圓形金屬線(xiàn)圈內(nèi)有一半徑為r的圓形區(qū)域存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度垂直于線(xiàn)圈平面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化關(guān)系為B=B₀+kt,B₀、k為常量。圖中金屬線(xiàn)圈上a、b兩點(diǎn)之間的電勢(shì)差為（　　）
A．
1
4
πk
r
2
B．
1
4
πk
R
2
C．
3
4
π
B
0
r
2
D．0
發(fā)布：2024/11/2 13:30:2組卷：117引用：2難度：0.6
解析

2．如圖所示，兩足夠長(zhǎng)平行光滑固定導(dǎo)軌，傾角為θ，導(dǎo)體棒ab、cd用絕緣細(xì)線(xiàn)栓連，處于水平狀態(tài)，在平行于斜面向上的恒力F作用下靜止于軌道，一范圍足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于軌道斜面（未畫(huà)出）。磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，軌道寬度為l,導(dǎo)體棒ab、cd接入電路的電阻分別為R和2R。剪斷細(xì)線(xiàn)，經(jīng)t時(shí)間ab達(dá)到最大速度。已知導(dǎo)體棒ab質(zhì)量為2m,導(dǎo)體棒cd質(zhì)量為m。下列說(shuō)法正確的是（　?。?/h2>

A．在任意時(shí)刻，ab與cd速度大小之比為1：1

B．a(chǎn)b的最大速度為

sinθ

C．在0到t時(shí)間內(nèi)，流過(guò)ab的電荷量為

（

）

sinθ

D．在0到t時(shí)間內(nèi)，ab上滑的距離為

tsinθ

發(fā)布：2024/11/3 1:0:1組卷：372引用：2難度：0.6

解析

3．如圖甲所示，兩根光滑的金屬導(dǎo)軌MN、PQ彼此平行，相距L=0.5m,與水平面成θ=37°角放置，在導(dǎo)軌的上部接有一滑動(dòng)變阻器，其最大阻值R=10Ω．一根質(zhì)量為m=50g、電阻r=2Ω的直導(dǎo)體棒ab與導(dǎo)軌垂直放置且與導(dǎo)軌接觸良好．在圖示的矩形虛線(xiàn)區(qū)域內(nèi)存在著垂直導(dǎo)軌平面向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)始終以速度v₀在矩形虛線(xiàn)區(qū)域內(nèi)沿著導(dǎo)軌勻速向上運(yùn)動(dòng)．當(dāng)滑片滑至滑動(dòng)變阻器的中點(diǎn)時(shí)，導(dǎo)體棒恰能在導(dǎo)軌上靜止不動(dòng)．金屬導(dǎo)軌的電阻不計(jì)，運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中總能保證金屬棒處于磁場(chǎng)中．設(shè)軌道足夠長(zhǎng)，重力加速度g取10m/s²，sin37°=0.6，cos37°=0.8．

（1）求磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)的速度v₀是多大？
（2）現(xiàn)將滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值迅速變?yōu)?Ω，求導(dǎo)體棒穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度大小及該過(guò)程中安培力的最大功率．
（3）若將滑動(dòng)變阻器的滑片滑至某處后導(dǎo)體棒穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度用符號(hào)v表示，此時(shí)對(duì)應(yīng)電路的總電阻用符號(hào)R_總表示，請(qǐng)推導(dǎo)速度v隨總電阻R_總變化的關(guān)系式，并在圖乙中準(zhǔn)確地畫(huà)出此情況下的v-R_總圖象．
發(fā)布：2024/11/3 8:0:2組卷：211引用：2難度：0.1
解析

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