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如圖所示;“U”形框架由兩平行金屬板A、B和絕緣底座P組成,在金屬板A、B上同一高度處開有兩個小孔M、N,并在M、N之間固定一絕緣光滑平板,整個裝置靜止固定在水平面上.兩平行金屬板A、B接上電壓為150KV的穩壓電源,兩金屬板間距為d=0.1m.現有一電荷分布均勻的帶電量為q=5×10-5C,質量為m=0.01kg,長度為l=0.04m的絕緣橡膠棒以v=10m/s的速度由右邊小孔水平滑入“U”形框架中,設絕緣棒的電荷量對“U”形框架內的電場沒有影響.問:
(1)橡膠棒剛好全部進入“U”形框架內的加速度
(2)橡膠棒剛好全部進入“U”形框架內的速度.
(3)橡膠棒與“U”形框架相互作用過程中增加的最大電勢能.
【答案】分析:(1)由公式E=求出金屬板間的電場強度,根據牛頓第二定律求解橡膠棒剛好全部進入“U”形框架內的加速度.
(2)由動能定理求解橡膠棒剛好全部進入“U”形框架內的速度.
(3)根據能量守恒求解橡膠棒與“U”形框架相互作用過程中增加的最大電勢能.
解答:解:(1)金屬板間的電場強度為E===1.5×106V/m
  由牛頓第二定律得:a==
(2)設帶電橡膠棒剛好全部進入“U”形框架時,則由動能定理:
-=-
解得:v==m/s=0m/s
(3)增加電勢能的最大值等于動能減小的最大值:
△Ep=△Ek==
答:
(1)橡膠棒剛好全部進入“U”形框架內的加速度為7.5×103m/s2
(2)橡膠棒剛好全部進入“U”形框架內的速度是0.
(3)橡膠棒與“U”形框架相互作用過程中增加的最大電勢能是1.5J.
點評:本題文字較多,題干較長,要善于抓住有效信息,實質是勻減速運動的問題.
練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

(2004?江蘇)如圖所示,U形導線框MNQP水平放置在磁感應強度B=0.2T的勻強磁場中,磁感線方向與導線框所在平面垂直,導線MN和PQ足夠長,間距為0.5m,橫跨在導線框上的導體棒ab的電阻r=1.0Ω,接在NQ間的電阻R=4.OΩ,電壓表為理想電表,其余電阻不計.若導體棒在水平外力作用下以速度ν=2.0m/s向左做勻速直線運動,不計導體棒與導線框間的摩擦.
(1)通過電阻R的電流方向如何?
(2)電壓表的示數為多少?
(3)若某一時刻撤去水平外力,則從該時刻起,在導體棒運動1.0m的過程中,通過導體棒的電荷量為多少?

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精英家教網如圖所示,U形導線框固定在水平面上,右端放有質量為m的金屬棒ab,ab與導軌間的動摩擦因數為μ,它們圍成的矩形邊長分別為L1、L2,回路的總電阻為R.從t=0時刻起,在豎直向上方向加一個隨時間均勻變化的勻強磁場B=kt,(k>0)那么在t=
 
時,金屬棒開始移動.

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網如圖所示,U形導線框MNQP水平放置在 磁感應強度B=0.2T的勻強磁場中,磁感線方向與導線框所在平面垂直,導線MN和PQ足夠長,間距為L=0.5m,橫跨在導線框上的導體棒ab的質量m=0.1kg,電阻r=1.0Ω,接在NQ間的電阻R=4.0Ω,電壓表為理想電表,其余電阻不計.若導體棒在水平外力作用下以速度ν=2.0m/s向左做勻速直線運動,不計導體棒與導線框間的摩擦.求:
(1)通過導體棒ab的電流大小和方向;
(2)電壓表的示數;
(3)若某一時刻撤去水平外力,則從該時刻起,在導體棒的運動的過程中,回路中產生的熱量.

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網如圖所示,U形導體框架寬L=1m,與水平面成α=30°角傾斜放置在勻強磁場中,磁感應強度B=0.2T,垂直框面向上.在框架上垂直框邊放有一根質量m=0.2kg、有效電阻R=0.1Ω的導體棒ab,從靜止起沿框架無摩擦下滑,設框架電阻不計,框邊有足夠長,取g=10m/s2,求:ab棒下滑的最大速度vm

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網如圖所示,U形線框abcd處于勻強磁場中,磁場的磁感應強度為B,方向垂直于紙面向里,長度為L的直導線MN中間串有一個電壓表跨接在ab與cd上且與ab垂直,它們之間的接觸是完全光滑的,R為電阻,C為電容器.現令MN以速度v0向右勻速運動,用U表示電壓表的讀數,Q表示電容器所帶電荷量,C表示電容器的電容,F表示對MN的拉力,設電壓表的體積很小,其中線圈切割磁感線對MN間的電壓的影響可以忽略不計,則(  )
A、U=BLv0   F=
V0B2L2
R
B、U=0  F=0
C、Q=CU     F=0
D、U=0  Q=0

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同步練習冊答案
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