【題目】如圖所示，兩根相距L＝1 m的足夠長(zhǎng)的光滑金屬導(dǎo)軌，一組導(dǎo)軌水平，另一組導(dǎo)軌與水平面成37°角，拐角處連接一阻值R＝1 Ω的電阻．質(zhì)量均為m＝2 kg的金屬細(xì)桿ab、cd與導(dǎo)軌垂直接觸形成閉合回路，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，兩桿的電阻均為R＝1 Ω.整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B＝1 T、方向垂直于導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中．當(dāng)ab桿在平行于水平導(dǎo)軌的拉力作用下沿導(dǎo)軌向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，cd桿靜止．g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，求：

(1)水平拉力的功率；

(2)現(xiàn)讓cd桿靜止，求撤去拉力后ab桿產(chǎn)生的焦耳熱

【答案】(1)864 W (2)864 J

【解析】

（1）根據(jù)安培力公式與平衡條件求出電流，然后又E=BLv求出電動(dòng)勢(shì)，應(yīng)用歐姆定律求出金屬桿的速度，由平衡條件求出水平拉力，然后應(yīng)用P=Fv求出拉力的功率．

（2）由能量守恒定律求出產(chǎn)生的熱量，然后應(yīng)用焦耳定律求出ab桿產(chǎn)生的焦耳熱．

（1）cd桿靜止，由平衡條件可得mgsin θ＝BIL，

解得I＝12 A

由閉合電路歐姆定律得2I＝，得v＝36 m/s

水平拉力F＝2BIL＝24 N，

水平拉力的功率P＝Fv＝864 W

（2）撤去外力后ab桿在安培力作用下做減速運(yùn)動(dòng)，安培力做負(fù)功，先將棒的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能，再通過(guò)電流做功將電能轉(zhuǎn)化為整個(gè)電路產(chǎn)生的焦耳熱，即焦耳熱等于桿的動(dòng)能的減小量，有Q＝ΔEk＝mv2＝1296 J

而Q＝I′2·R·t，

ab桿產(chǎn)生的焦耳熱Q′＝I′2·R·t，

所以Q′＝Q＝864 J.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示,直角坐標(biāo)系xoy的第一象限內(nèi)存在與x軸正方向成45°角的勻強(qiáng)電場(chǎng),第二象限內(nèi)存在與第一象限方向相反的勻強(qiáng)電場(chǎng),兩電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小相等。x軸下方區(qū)域I和區(qū)域II內(nèi)分別存在磁感應(yīng)強(qiáng)度不同的、方向垂直紙面向外的足夠大勻強(qiáng)磁場(chǎng),兩磁場(chǎng)的分界線與x軸平行,區(qū)域I中磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,在分界線上有一絕緣彈性擋板,擋板關(guān)于y軸對(duì)稱。現(xiàn)在P(0,y0)點(diǎn)由靜止釋放一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的粒子(不計(jì)粒子重力),粒子立即進(jìn)入第一象限運(yùn)動(dòng),以速度v穿過(guò)x軸后,依次進(jìn)入?yún)^(qū)域I和區(qū)域II磁場(chǎng),已知粒子從區(qū)域I進(jìn)入?yún)^(qū)域II時(shí),速度方向垂直擋板緊貼擋板的右側(cè)邊緣,在與擋板進(jìn)行碰撞時(shí)粒子的電荷量和能量均無(wú)變化,且與擋板的中央發(fā)生過(guò)碰撞。求

(1)電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小

(2)區(qū)域I中磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小;

(3)粒子再次回到y軸時(shí)的位置坐標(biāo)和此時(shí)粒子速度方向。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，一半徑為R的四分之一光滑圓弧軌道AB與一足夠長(zhǎng)的水平傳送帶平滑對(duì)接，圓弧軌道半徑OA水平，傳送帶以某一速率v逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)�，F(xiàn)將一質(zhì)量為m的小物塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）從圓弧軌道上A點(diǎn)無(wú)初速釋放，物塊滑上傳送帶后第一次返回到圓弧軌道上的最高點(diǎn)為P，該過(guò)程中，物塊與傳送帶間因摩擦而產(chǎn)生的內(nèi)能為ΔE，已知P點(diǎn)距B點(diǎn)的高度為，重力加速度為g，下列判斷正確的是

A.

B.

C. 若增大傳送帶逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的速率v，其它條件不變，物塊返回圓弧軌道后可能從A點(diǎn)滑出

D. 若物塊從圓弧AP間某位置無(wú)初速釋放，其它條件不變，則物塊返回到圓弧軌道上的最高點(diǎn)仍在P點(diǎn)

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】一質(zhì)點(diǎn)做直線運(yùn)動(dòng)的v–t圖象如圖所示。下列說(shuō)法正確的是

A. 質(zhì)點(diǎn)在0~1 s的位移與1~2 s的位移可能相等

B. 質(zhì)點(diǎn)在1~2 s做加速度逐漸減小的直線運(yùn)動(dòng)

C. 質(zhì)點(diǎn)在1~2 s中某時(shí)刻的加速度等于質(zhì)點(diǎn)在2~3 s的加速度

D. 質(zhì)點(diǎn)在1 s時(shí)刻，離出發(fā)點(diǎn)最遠(yuǎn)，在2 s時(shí)刻，返回出發(fā)點(diǎn)

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖甲所示，質(zhì)量為、長(zhǎng)為的水平金屬細(xì)桿的兩端分別放置在兩水銀槽的水銀中，水銀槽所在空間存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小、方向水平向右的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，且細(xì)桿與該磁場(chǎng)方向垂直。一匝數(shù)為100匝、橫截面面積為的線通過(guò)導(dǎo)線、開關(guān)與兩水銀槽相連，線岡處于沿豎直方向垂直穿過(guò)圈橫截面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，其磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖乙所示。在時(shí)閉合開關(guān)，細(xì)桿間彈起（可認(rèn)為彈起過(guò)程中安培力遠(yuǎn)大于重力，重力忽略不計(jì)），彈起的最大高度為。不考慮空氣阻力，水銀的黏滯作用和細(xì)桿落回水槽后的運(yùn)動(dòng)，重力加速度取，下列說(shuō)法正確的是（ ）

A. 感應(yīng)強(qiáng)度的方向豎直向上

B. 時(shí)，線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為

C. 在細(xì)桿CD彈起的過(guò)程中，細(xì)桿CD所受安培力的沖量大小為

D. 開關(guān)閉合后，通過(guò)細(xì)桿某一橫截面的電荷量為

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】某容器中盛有水,底部O處發(fā)出的光束中含有a、b兩種色光,在水與空氣界面的折射情況如圖所示。以下判斷正確的是 。

A. 水對(duì)a光折射率比水對(duì)b光折射率小

B. 在水中a光的速度比b光速度小

C. 在真空中,a光的波長(zhǎng)比b光的波長(zhǎng)小

D. 增大光束在水中的入射角,界面處折射光先消失的是b光

E. 用同一實(shí)驗(yàn)裝置做光的干涉實(shí)驗(yàn),屏上相鄰亮條紋中心間距,a光間距比b光大

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】某同學(xué)在探究“平拋運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)中,在白紙上記錄了豎直方向,并作出小球平拋軌跡的部分?jǐn)M合圖線,但是沒(méi)有記錄平拋運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn),于是該同學(xué)以這段圖線的起點(diǎn)作為坐標(biāo)原點(diǎn)O,豎直向下方向?yàn)?/span>y軸正向,建立直角坐標(biāo)系xOy,如圖所示,在圖線上標(biāo)注a、b兩點(diǎn),用刻度尺測(cè)得其坐標(biāo)a(x0,y1)、b(2x0,y2),已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹?/span>g,不計(jì)空氣阻力,則可確定:

(1)小球由O運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)時(shí)間t=__________________；

(2)平拋運(yùn)動(dòng)的初速度大小v0=______________；

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】“電子眼”又稱“電子警察”，是“智能交通違章監(jiān)攝管理系統(tǒng)”的俗稱。某種“電子眼”采用硅光電池供電，其原理如圖所示，a、b是硅光電池的兩個(gè)電極，P、N是兩塊硅半導(dǎo)體，E區(qū)是兩塊半導(dǎo)體自發(fā)形成的勻強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)，P的上表面鍍有一層增透膜，光照射到半導(dǎo)體P上，使P內(nèi)受束縛的電子成為自由電子（不計(jì)重力），自由電子經(jīng)E區(qū)勻強(qiáng)電場(chǎng)從P區(qū)向N區(qū)的電場(chǎng)力作用后到達(dá)半導(dǎo)體N，從而產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，形成電流。下列說(shuō)法正確的是

A. b電極為硅光電池的正極

B. E區(qū)勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向由N指向P

C. 硅光電池內(nèi)部的電流方向由P指向N

D. 若將硅光電池移至光照較強(qiáng)處，則其產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)變小

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖甲，在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，兩平行光滑金屬導(dǎo)軌固定在水平面上，左端接電阻 R，金屬棒 ab 垂直于導(dǎo)軌放置�，F(xiàn)給棒 ab 一個(gè)水平向右的初速度 v0，同時(shí)對(duì)其施加一 個(gè)水平向右的外力 F，F 與棒 ab 的速度 v 的關(guān)系如圖乙。棒 ab 與導(dǎo)軌始終垂直且接觸

良好，導(dǎo)軌電阻可忽略不計(jì)，則棒 ab 運(yùn)動(dòng)的 v - t 圖像可能是

A. B.

C. D.

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案