【題目】如圖所示,固定的光滑金屬導(dǎo)軌間距為L,導(dǎo)軌電阻不計(jì),上端a、b間接有阻值為R的電阻,導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為θ,且處在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中.質(zhì)量為m、電阻為r的導(dǎo)體棒與固定彈簧相連后放在導(dǎo)軌上.初始時(shí)刻,彈簧恰處于自然長(zhǎng)度,導(dǎo)體棒具有沿軌道向上的初速度v0.整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸.已知彈簧的勁度系數(shù)為k,彈簧的中心軸線與導(dǎo)軌平行.

1)求初始時(shí)刻通過電阻R的電流I的大小和方向;

2)當(dāng)導(dǎo)體棒第一次回到初始位置時(shí),速度變?yōu)?/span>v,求此時(shí)導(dǎo)體棒的加速度大小a;

3)導(dǎo)體棒最終靜止時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能為Ep,求導(dǎo)體棒從開始運(yùn)動(dòng)直到停止的過程中,電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q

【答案】(1),方向?yàn)?/span>ba;

(2)

(3)

【解析】

1)棒向上運(yùn)動(dòng)切割磁感線,由E1=BLv0,求感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),由歐姆定律求感應(yīng)電流,根據(jù)右手定則判斷感應(yīng)電流的方向。

2)當(dāng)導(dǎo)體棒第一次回到初始位置時(shí),速度變?yōu)?/span>v,棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E2=BLv,再由歐姆定律求得感應(yīng)電流,由F=BIL求出此時(shí)棒所受的安培力,根據(jù)牛頓第二定律就可以求出加速度。

3)導(dǎo)體棒最終靜止時(shí),由胡克定律求出彈簧的被壓縮長(zhǎng)度x,對(duì)整個(gè)過程,運(yùn)用能量守恒列式,可求出回路產(chǎn)生的總熱量,再用串聯(lián)關(guān)系求出R上產(chǎn)生的焦耳熱Q

1)棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì):

通過R的電流大。

根據(jù)右手定則判斷電流方向ba

2)棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為:

感應(yīng)電流:

棒受到的安培力大。

方向沿斜面向上,根據(jù)牛頓第二定律,有:

解得:

3)導(dǎo)體棒最終靜止,有:

解得壓縮量:

設(shè)整個(gè)過程回路產(chǎn)生的焦耳熱為Q0,根據(jù)功能關(guān)系,有:

解得:

電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱:

答:(1)初始時(shí)刻通過電阻R的電流,方向?yàn)?/span>ba;

2)此時(shí)導(dǎo)體棒的加速度大小

3)從開始運(yùn)動(dòng)直到停止的過程中,電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】電磁感應(yīng)的現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn),給電磁的應(yīng)用開辟了廣闊的道路,其中發(fā)電機(jī)就是電磁感應(yīng)最重要的應(yīng)用成果之。某種直流發(fā)電機(jī)的工作原理可以簡(jiǎn)化為如圖所示的情景:在豎直向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,兩根光滑平行金屬軌道MN、PQ固定在水平面內(nèi),相距為L,電阻不計(jì),軌道端點(diǎn)MP間接有阻值為r的電阻。質(zhì)量為M、電阻為R的金屬導(dǎo)體棒ab垂直于MN、PQ放在軌道上,與軌道接觸良好,在水平向右的外力的作用下,以速度v(v均平行于MN)向右做勻速運(yùn)動(dòng)。求:

(1)導(dǎo)體棒ab中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是多大?通過電阻r的電流多大?

(2)a、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差是多大?ab兩點(diǎn)哪一點(diǎn)的電勢(shì)高?

(3)ab棒中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的非靜電力是什么力?在圖中面出導(dǎo)體棒ab中自由電荷受到的非靜電力F的方向;

(4)整個(gè)回路在t時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生了多少熱量?這個(gè)熱量是如何產(chǎn)生的?試從功能轉(zhuǎn)化角度簡(jiǎn)要分析;

(5)若加大外力,使得導(dǎo)體棒的速度從v變?yōu)?/span>2v,并測(cè)得導(dǎo)體棒加速運(yùn)動(dòng)過程中,電路產(chǎn)生的熱量為Q.求這個(gè)過程中,外力做了多少功?

(6)若導(dǎo)體棒速度達(dá)到2v后,立即撤去水平向右的外力,則導(dǎo)體棒ab將做什么運(yùn)動(dòng)?最終狀態(tài)是什么?從撤去外力到導(dǎo)體棒達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)的過程中,電阻上產(chǎn)生了多少熱?

(7)若將MP之間的電阻換成一個(gè)線圈電阻為r的直流電動(dòng)機(jī),當(dāng)導(dǎo)體棒ab以速度向右做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),流過會(huì)屬棒的電流為,此時(shí)電動(dòng)機(jī)恰可在豎直方向勻速提升質(zhì)量為m的重物。若電動(dòng)機(jī)各部分間摩擦損耗可忽略不計(jì),求此時(shí)重物豎直上升的速度.

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【題目】如圖所示的電路中,有一自耦變壓器,左側(cè)并聯(lián)一只理想電壓表V1后接在穩(wěn)定的交流電源上;右側(cè)串聯(lián)燈泡L和滑動(dòng)變阻器RR上并聯(lián)一只理想電壓表V2.下列說法中正確的是(

A. F不動(dòng),滑片P向下滑動(dòng)時(shí),V1示數(shù)變大,V2示數(shù)變小

B. F不動(dòng),滑片P向下滑動(dòng)時(shí),燈泡消耗的功率變大

C. P不動(dòng),滑片F向下移動(dòng)時(shí),V1、V2的示數(shù)均變小

D. P不動(dòng),滑片F向下移動(dòng)時(shí),燈泡消耗的功率變小

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖,A、B是相同的白熾燈,L是自感系數(shù)很大、電阻可忽略的自感線圈.下面說法正確的是(

A. 閉合開關(guān)S時(shí),A、B燈同時(shí)亮,且達(dá)到正常

B. 閉合開關(guān)S時(shí),B燈比A燈先亮,最后一樣亮

C. 斷開開關(guān)S時(shí),B燈立即滅,A燈慢慢熄滅

D. 斷開開關(guān)S時(shí),A燈與B燈同時(shí)慢慢熄滅

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某同學(xué)做“測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻”實(shí)驗(yàn)。

(1)他采用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)電路進(jìn)行測(cè)量。圖乙給出了做實(shí)驗(yàn)所需要的各種儀器。請(qǐng)按電路圖把它們連成實(shí)驗(yàn)電路。

(2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)做出U-I圖象,如上圖丙所示,該電池的電動(dòng)勢(shì)E=_____V,內(nèi)電阻r=___

(3)這位同學(xué)對(duì)以上實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了誤差分析,其中正確的是__________。

A. 實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的系統(tǒng)誤差,主要是由于電壓表的分流作用

B. 實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的系統(tǒng)誤差,主要是由于電流表的分壓作用

C. 電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量值小于電動(dòng)勢(shì)的真實(shí)值

D. 內(nèi)電阻的測(cè)量值大于內(nèi)電阻的真實(shí)值

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】隨著生活水平的提高,手機(jī)已成為許多人生活中常用的電子設(shè)備,近年來國產(chǎn)手機(jī)在手機(jī)市場(chǎng)上已經(jīng)占有了相當(dāng)大的市場(chǎng)份額。如圖8所示是某型號(hào)國產(chǎn)手機(jī)電池外殼上的文字說明,由此你可以知道哪些與手機(jī)有關(guān)的物理量?請(qǐng)說出它們的名稱和數(shù)值(包括直接信息和間接信息)。

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【題目】在做研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的實(shí)驗(yàn)時(shí),交流電的頻率為50HZ ,則打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔_________s打一個(gè)點(diǎn),某同學(xué)得到一條紙帶,如下圖,每?jī)蓚(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為0.1s,已知每?jī)蓚(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離為X,且X110.1cm, X210.2cm,X310.3cmX410.4cm,X510.5cm,X610.6cm,由紙帶可以判斷物體做___________運(yùn)動(dòng),加速度大小為____________m/s2 打第四個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)紙帶的速度大小為_________m/s。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,兩平行導(dǎo)軌間距L=0.1 m,足夠長(zhǎng)的光滑的傾斜部分和粗糙的水平部分圓滑連接,傾斜部分與水平面的夾角θ=30°,垂直斜面方向向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5 T,水平部分沒有磁場(chǎng)。金屬棒ab的質(zhì)量m=0.005 kg,電阻r=0.02 Ω,運(yùn)動(dòng)中與導(dǎo)軌接觸良好,并且始終垂直于導(dǎo)軌,電阻R=0.08 Ω,其余電阻不計(jì),金屬棒從斜面上離水平面高h=1.0 m以上任何地方由靜止釋放,在水平面上滑行的最大距離x都是1.25 m,g=10 m/s2。求:

(1)棒在斜面上的最大速度的大小;

(2)棒與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù);

(3)從高度h=1.0 m處滑下后電阻R上產(chǎn)生的熱量。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】物體A、Bx-t圖像如圖所示,由圖可知( )

A. 從第3s起,兩物體運(yùn)動(dòng)方向相同,且vA>vB

B. 兩物體由同一位置開始運(yùn)動(dòng),但物體AB3s才開始運(yùn)動(dòng)

C. 5s內(nèi)物體的位移相同,5sA、B相遇

D. 5s內(nèi)A、B的平均速度不相等

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