【題目】如圖甲所示,絕緣水平面上固定著兩根足夠長(zhǎng)的光滑金屬導(dǎo)軌PQMN, 相距為L=0.5mef右側(cè)導(dǎo)軌處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向垂直導(dǎo)軌平面向下,磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小如圖乙變化。開始時(shí)ab棒和cd棒鎖定在導(dǎo)軌如圖甲位置,ab棒與cd棒平行,ab棒離水平面高度為h=0.2mcd棒與ef之間的距離也為L,ab棒的質(zhì)量為m1=0.2kg,有效電阻R1=0.05Ω,cd棒的質(zhì)量為m2=0.1kg,有效電阻為R2=0.15Ω(設(shè)a、b棒在運(yùn)動(dòng)過程始終與導(dǎo)軌垂直,兩棒與導(dǎo)軌接觸良好,導(dǎo)軌電阻不計(jì))。問:

(1)0~1s時(shí)間段通過cd棒的電流大小與方向;

(2)假如在1s末,同時(shí)解除對(duì)ab棒和cd棒的鎖定,穩(wěn)定后ab棒和cd棒將以相同的速度作勻速直線運(yùn)動(dòng), 試求這一速度;

(3)對(duì)ab棒和cd棒從解除鎖定到開始以相同的速度作勻速運(yùn)動(dòng),ab棒產(chǎn)生的熱量為多少?

(4)ab棒和cd棒速度相同時(shí),它們之間的距離為多大?

【答案】(1) (2) (3) (4)

【解析】試題分析:(1)由題意可知0~1s時(shí)間內(nèi)由于磁場(chǎng)均勻變化,根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律求出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),再根據(jù)閉合電路歐姆定律求出電流;

(2)先由動(dòng)能定理求出ab棒從高為h處滑下到ef的速度,再由動(dòng)量守恒定律求出共同的速度;

(3) 對(duì)ab棒和cd棒從解除鎖定到開始以相同的速度作勻速運(yùn)動(dòng)過程,由能量守恒求出總熱量,再由串聯(lián)電路中熱量分配按電阻分配求出ab棒中的熱量;

(1) 0~1s時(shí)間內(nèi)由于磁場(chǎng)均勻變化,根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律和閉合電路歐姆定律,代入數(shù)據(jù)可解得: ;

(2)1s末后由磁場(chǎng)不變,ab棒從高為h處滑下到ef過程,由動(dòng)能定理可知,

,

ab棒剛到ef處至兩棒達(dá)共同速度過程,由動(dòng)量守恒定律得,

解得

(3) 對(duì)ab棒和cd棒從解除鎖定到開始以相同的速度作勻速運(yùn)動(dòng)過程,由能量守恒可知,

代入數(shù)據(jù)解得:

由于abcd棒串聯(lián),所以產(chǎn)生的熱量之比等于電阻之比,所以

。

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】某實(shí)驗(yàn)小組采用如圖甲所示的裝置探究功與速度變化的關(guān)系,小車在橡皮筋的作用下彈出后,沿木板滑行。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作頻率為50Hz

(1)實(shí)驗(yàn)操作中需平衡小車受到的摩擦力,其目的是______

A.防止小車不能被橡皮筋拉動(dòng)

B.保證橡皮筋對(duì)小車做的功等于合外力對(duì)小車做的功

C.防止紙帶上打點(diǎn)不清晰

(2)在正確操作的情況下,某紙帶上打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的點(diǎn)跡如圖乙所示。則橡皮筋對(duì)小車做完功后,小車獲得的速度是____(計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。

(3)若已知圖乙紙帶上打下左側(cè)第一個(gè)點(diǎn)時(shí)小車的速度為v1,打下第三個(gè)點(diǎn)時(shí)小車的速度為v3,判斷打下第二個(gè)點(diǎn)時(shí)小車的速度v2_____(v1v3)/2(填等于、大于小于

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】下列說法中正確的是________

A.電磁波是橫波

B.機(jī)械波的頻率越高,傳播速度越大

C.簡(jiǎn)諧橫波在一個(gè)周期內(nèi)傳播的距離等于波長(zhǎng)

D.做簡(jiǎn)諧振動(dòng)的彈簧振子,半個(gè)周期內(nèi)彈簧彈力做的功一定為零

E.在波的干涉現(xiàn)象中,相鄰的兩個(gè)振動(dòng)最強(qiáng)點(diǎn)之間的距離等于半個(gè)波長(zhǎng)

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】下圖中四幅圖片涉及物理學(xué)史上的四個(gè)重大發(fā)現(xiàn),下列說法正確的是

A. 亞里士多德根據(jù)理想斜面實(shí)驗(yàn),提出了力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因

B. 牛頓通過引力扭秤實(shí)驗(yàn),測(cè)定出了萬有引力常量

C. 安培通過實(shí)驗(yàn)研究,發(fā)現(xiàn)了電流的效應(yīng)

D. 庫侖通過靜電力扭秤實(shí)驗(yàn)研究,發(fā)現(xiàn)了庫侖定律

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某實(shí)驗(yàn)小組采用如圖甲所示的裝置探究功與速度變化的關(guān)系,小車在橡皮筋的作用下彈出后,沿木板滑行。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作頻率為50Hz

(1)實(shí)驗(yàn)操作中需平衡小車受到的摩擦力,其目的是______

A.防止小車不能被橡皮筋拉動(dòng)

B.保證橡皮筋對(duì)小車做的功等于合外力對(duì)小車做的功

C.防止紙帶上打點(diǎn)不清晰

(2)在正確操作的情況下,某紙帶上打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的點(diǎn)跡如圖乙所示。則橡皮筋對(duì)小車做完功后,小車獲得的速度是____(計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。

(3)若已知圖乙紙帶上打下左側(cè)第一個(gè)點(diǎn)時(shí)小車的速度為v1,打下第三個(gè)點(diǎn)時(shí)小車的速度為v3,判斷打下第二個(gè)點(diǎn)時(shí)小車的速度v2_____(v1v3)/2(填等于、大于小于

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】電磁脈沖器可以用來測(cè)量高速旋轉(zhuǎn)輪子的轉(zhuǎn)速。如圖甲是電磁脈沖器的原理圖,一根永久磁鐵外繞有線圈,它的左端靠近一個(gè)非磁性圓盤,圓盤上均勻分布著小磁片(當(dāng)磁片靠近磁鐵時(shí)被磁化)。當(dāng)圓盤高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),輸出電流i隨時(shí)間t變化的圖像如圖乙所示,下列分析正確的是 ( )

A. 圓盤轉(zhuǎn)速越大,電流最大值不變,交變電流頻率越高

B. 交變電流的頻率與小磁片的個(gè)數(shù)無關(guān)

C. 若某次測(cè)得交變電流的頻率為104Hz,小磁片的個(gè)數(shù)為100個(gè),則該非磁性圓盤的轉(zhuǎn)速為100 r/s

D. 線圈匝數(shù)越多,交變電流的頻率越高

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖甲所示,豎直平面xOy內(nèi),在y軸右側(cè)存在豎直向下的電場(chǎng)強(qiáng)度為E1的勻強(qiáng)電場(chǎng)和一個(gè)交變磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B1,交變磁場(chǎng)變化規(guī)律如圖乙所示,規(guī)定垂直紙面向里為磁場(chǎng)的正方向。在第二象限存在方向水平向左的電場(chǎng)強(qiáng)度為E2的勻強(qiáng)電場(chǎng)和一個(gè)方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。帶負(fù)電的粒子從x軸上的A點(diǎn)與x軸成θ角沿直線運(yùn)動(dòng),經(jīng)過y軸上的P點(diǎn)進(jìn)入y軸右側(cè)后做勻速圓周運(yùn)動(dòng),當(dāng)粒子剛進(jìn)入y軸右側(cè)時(shí),交變磁場(chǎng)立即從t=0開始變化,F(xiàn)已知P點(diǎn)坐標(biāo)為(0,d),粒子的電荷量為q,粒子質(zhì)量為m, 。

(1)θ

(2)若已知交變磁場(chǎng)的周期T=,粒子在t=0時(shí)經(jīng)過P點(diǎn),t=時(shí)恰好水平經(jīng)過x軸上的Q點(diǎn),求Q點(diǎn)的橫坐標(biāo)。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi),存在垂直圓面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。圓邊上的P處有一粒子源,不斷沿垂直于磁場(chǎng)的各個(gè)方向,向磁場(chǎng)區(qū)發(fā)射速率均為v0的同種粒子,如圖所示,F(xiàn)測(cè)得:當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1時(shí),粒子均從由P點(diǎn)開始弧長(zhǎng)為πR的圓周范圍內(nèi)射出磁場(chǎng);當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2時(shí),粒子則都從由P點(diǎn)開始弧長(zhǎng)為πR的圓周范圍內(nèi)射出磁場(chǎng)。不計(jì)粒子的重力,則(  )

A. 前、后兩次粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡半徑比為r1r2

B. 前、后兩次粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡半徑比為r1r2=23

C. 前、后兩次磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小之比為B1B2

D. 前、后兩次磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小之比為B1B2

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】(12分)某品牌電飯鍋采用純電阻電熱絲加熱,有“煮飯”和“保溫”兩種工作模式,在220V電壓下額定功率分別為600W和80W.物理興趣小組的同學(xué)們想通過實(shí)驗(yàn)測(cè)定該電飯鍋電熱絲的電阻.

現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)器材:干電池兩節(jié),滑動(dòng)變阻器R1(最大阻值20Ω),電阻箱R(精度0.1Ω)電壓表V(量程3V,內(nèi)阻很大),電流表A(量程6mA,內(nèi)阻r = 35.0Ω),開關(guān)及導(dǎo)線若干.

同學(xué)們利用多用表進(jìn)行初步測(cè)量和估算發(fā)現(xiàn),電飯鍋處于不同工作模式時(shí),實(shí)驗(yàn)電流差異較大.為了能順利完成實(shí)驗(yàn),他們打算將電流表的測(cè)量范圍擴(kuò)大到48 mA,則應(yīng)該將電阻箱調(diào)節(jié)至R = ______Ω并與電流表并聯(lián).

同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)并連接了圖2所示的電路圖,接通電源前應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片置于____(填“a”或“b”)端.

將電飯鍋調(diào)至“煮飯”模式,_______(填“閉合”或“斷開”)開關(guān)K2,再閉合開關(guān)K1,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器阻值,發(fā)現(xiàn)兩表示數(shù)均有示數(shù),但都不能調(diào)到零.如果該故障是由圖中標(biāo)號(hào)“1”到“6”中的一根導(dǎo)線斷路引起,則斷路的導(dǎo)線是_______.排除故障后,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器阻值,記下各電表六組讀數(shù)后斷開開關(guān)K1.然后將電飯鍋調(diào)至“保溫”模式,改變K2狀態(tài),再閉合開關(guān)K1,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器阻值,記下各電表六組讀數(shù)后斷開開關(guān)K1

直接將兩組實(shí)驗(yàn)讀到的數(shù)據(jù)繪制成如圖3所示的圖象.由圖可知,該實(shí)驗(yàn)中電飯鍋處于“煮飯”模式時(shí)測(cè)得的阻值為________Ω.(保留兩位有效數(shù)字)

同學(xué)們計(jì)算發(fā)現(xiàn),實(shí)驗(yàn)操作、數(shù)據(jù)記錄與處理均正確無誤,但實(shí)驗(yàn)得到的結(jié)果比電飯鍋正常工作時(shí)的阻值小很多,請(qǐng)指出造成該差異的主要原因:________________________________________________.

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案