精英家教網(wǎng)如圖甲所示,固定在水平面上電阻不計(jì)的光滑金屬導(dǎo)軌,間距d=0.5m,導(dǎo)軌右端連接一阻值為R=4Ω的小燈泡L.在CDEF矩形區(qū)域內(nèi)有豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化如圖乙所示,CF長(zhǎng)為2m.在t=0時(shí)刻,電阻為r=1Ω的金屬棒ab在水平恒力F=0.2N作用下,由靜止開(kāi)始沿導(dǎo)軌向右運(yùn)動(dòng),t=4s時(shí)進(jìn)入磁場(chǎng),并恰好能夠勻速運(yùn)動(dòng).求:
(1)0-4s內(nèi)通過(guò)小燈泡的電流強(qiáng)度;
(2)金屬棒在磁場(chǎng)中勻速運(yùn)動(dòng)的速度;
(3)金屬棒的質(zhì)量.
分析:(1)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律求出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小,結(jié)合閉合電路歐姆定律求出通過(guò)小燈泡的電流大小.
(2)因?yàn)榻饘侔粼诖艌?chǎng)中做勻速運(yùn)動(dòng),則水平恒力等于安培力,結(jié)合閉合電路歐姆定律和切割產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)公式求出勻速運(yùn)動(dòng)的速度.
(3)根據(jù)速度時(shí)間公式求出金屬棒的加速度,從而根據(jù)牛頓第二定律求出金屬棒的質(zhì)量.
解答:精英家教網(wǎng)解:(1)金屬棒未進(jìn)入磁場(chǎng),電路總電阻為:
R=RL+Rab=5Ω
回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為:
E1=
△Φ
△t
=
△BS
△t
=
2
4
×2×0.5
=0.5V    
燈泡中的電流強(qiáng)度為:I=
E 1
R
=
0.5
5
=0.1A 
(2)因金屬棒在磁場(chǎng)中勻速運(yùn)動(dòng),則F=BI′d 
又:I′=
Bdv
R+r
     
代入數(shù)據(jù)解得:v=1m/s                
(3)金屬棒未進(jìn)入磁場(chǎng)的加速度為:a=
v
t
=
1
4
=0.25m/s2   
金屬棒的質(zhì)量:m=
F
a
=
0.2
0.25
=0.8kg         
答:(1)0-4s內(nèi)通過(guò)小燈泡的電流強(qiáng)度為0.1A.
(2)金屬棒在磁場(chǎng)中勻速運(yùn)動(dòng)的速度為1m/s.
(3)金屬棒的質(zhì)量為0.8kg.
點(diǎn)評(píng):本題考查了法拉第電磁感應(yīng)定律和切割產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)公式的綜合運(yùn)用,考查了閉合電路歐姆定律和牛頓第二定律,難度中等.
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:

在探究物體做平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中,某同學(xué)做了下圖甲、乙所示的實(shí)驗(yàn).如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)中,A、B兩球同時(shí)落地,說(shuō)明
平拋運(yùn)動(dòng)在豎直方向上是自由落體運(yùn)動(dòng)
平拋運(yùn)動(dòng)在豎直方向上是自由落體運(yùn)動(dòng)
,如圖乙所示的實(shí)驗(yàn)中,將兩個(gè)斜槽固定在同一豎直平面內(nèi),最下端水平,滑到2與光滑水平板吻接,把兩個(gè)質(zhì)量相等的小鋼球從斜面的同一高度由靜止同時(shí)釋放,球1落到光滑水平板上并擊中球2,這種現(xiàn)象說(shuō)明
平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向上是勻速直線運(yùn)動(dòng).
平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向上是勻速直線運(yùn)動(dòng).

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

(1)如圖甲所示的演示實(shí)驗(yàn)中,A、B兩球同時(shí)落地,說(shuō)明
平拋運(yùn)動(dòng)在豎直方向上是自由落體運(yùn)動(dòng)
平拋運(yùn)動(dòng)在豎直方向上是自由落體運(yùn)動(dòng)
,某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖乙所示的實(shí)驗(yàn):將兩個(gè)斜滑道固定在同一豎直面內(nèi),最下端水平.把兩個(gè)質(zhì)量相等的小鋼球從斜面的同一高度由靜止同時(shí)釋放,滑道2與光滑水平板吻接,則將觀察到的現(xiàn)象是
球1落到光滑水平板上并擊中球2
球1落到光滑水平板上并擊中球2
,這說(shuō)明
平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向上是勻速直線運(yùn)動(dòng)
平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向上是勻速直線運(yùn)動(dòng)


(2)某同學(xué)采用頻閃照相的方法拍攝到圖丙所示的“小球做平拋運(yùn)動(dòng)”的照片.圖中每個(gè)小方格的邊長(zhǎng)代表2.5cm,則由圖丙可求得拍攝時(shí)每隔
0.05
0.05
s曝光一次,該小球平拋的初速度大小為
1.0
1.0
m/s.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:閱讀理解

(2011?羅湖區(qū)模擬)某校研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)用如圖甲所示的滴水法測(cè)量一小車(chē)在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度.實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下:在斜面上鋪上白紙,用圖釘釘。话训嗡(jì)時(shí)器固定在小車(chē)的末端;調(diào)節(jié)滴水計(jì)時(shí)器的滴水速度,使其每0.2s滴一滴(以滴水計(jì)時(shí)器內(nèi)盛滿水為準(zhǔn));在斜面頂端放置一淺盤(pán),把小車(chē)放在斜面頂端,把調(diào)好的滴水計(jì)時(shí)器盛滿水,使水滴能滴人淺盤(pán)內(nèi);隨即在撤去淺盤(pán)的同時(shí)放開(kāi)小車(chē),于是水滴在白紙上留下標(biāo)志小車(chē)運(yùn)動(dòng)規(guī)律的點(diǎn)跡;小車(chē)到達(dá)斜面底端時(shí)立即將小車(chē)移開(kāi).
圖乙為實(shí)驗(yàn)得到的一條紙帶,用刻度尺量出相鄰點(diǎn)之間的距離是s01=1.40cm,s12=2.15cm,s23=2.91cm,s34=3.65cm,s45=4.41cm,s56=5.15cm.試問(wèn):
①滴水計(jì)時(shí)器的計(jì)時(shí)原理與課本上介紹的
打點(diǎn)計(jì)時(shí)器
打點(diǎn)計(jì)時(shí)器
 計(jì)時(shí)原理類(lèi)似.
②關(guān)于該實(shí)驗(yàn),以下說(shuō)法正確的是:
A.本實(shí)驗(yàn)將木板傾斜的目的是為了平衡小車(chē)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的摩擦力
B.本實(shí)驗(yàn)將木板傾斜的目的是為了使小車(chē)的重力沿斜面方向的分力大于小車(chē)所受的摩擦力,使小車(chē)作勻加速直線運(yùn)動(dòng)
C.小車(chē)的質(zhì)量越大,小車(chē)向下運(yùn)動(dòng)的加速度越大
D.本實(shí)驗(yàn)還需要用到秒表,才能測(cè)出小車(chē)的加速度
③由紙帶數(shù)據(jù)計(jì)算可得計(jì)數(shù)點(diǎn)5所代表時(shí)刻的瞬時(shí)速度v5=
0.24
0.24
m/s(結(jié)果保留
2位有效數(shù)字);若滴水的周期為T(mén),則小車(chē)的加速度a=
s34+s45+s56-s12-s23-s34
9T2
s34+s45+s56-s12-s23-s34
9T2
(用英文符號(hào)表示).

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

為了研究平拋物體的運(yùn)動(dòng),可做下面的實(shí)驗(yàn):如圖甲所示,用小錘打擊彈性金屬片,B球就水平飛出,同時(shí)A球被松開(kāi),做自由落體運(yùn)動(dòng),兩球同時(shí)落到地面;如圖乙所示的實(shí)驗(yàn):將兩個(gè)完全相同的斜滑道固定在同一豎直面內(nèi),最下端水平.把兩個(gè)質(zhì)量相等的小鋼球從斜面的同一高度由靜止同時(shí)釋放,滑道2與光滑水平板吻接,則將觀察到的現(xiàn)象是球1落到水平木板上擊中球2,這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明( 。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:閱讀理解

選做題(請(qǐng)從A、B和C三小題中選定兩小題作答,并在答題卡上把所選題目對(duì)應(yīng)字母前的方框涂滿涂黑.如都作答,則按A、B兩小題評(píng)分.)
A.(選修模塊3-3)
(1)下列說(shuō)法正確的是
 

A.只要外界對(duì)氣體做功,氣體內(nèi)能一定增大
B.物體由氣態(tài)變成液態(tài)的過(guò)程,分子勢(shì)能減小
C.當(dāng)分子間距離增大時(shí),分子間引力增大,而分子間斥力減小
D.液體表面層的分子比液體內(nèi)部的分子有更大的分子勢(shì)能
(2)如圖所示精英家教網(wǎng),彈簧一端固定于水平面上,另一端與質(zhì)量為m的活塞拴接在一起,開(kāi)口向下、質(zhì)量為M的氣缸與活塞一起封閉了一定質(zhì)量的氣體.氣缸和活塞均可與外界進(jìn)行熱交換.若外界環(huán)境的溫度緩慢降低,則封閉氣體的體積將
 
(填“增大”、“減小”或“不變”),同時(shí)將
 
(填“吸熱”、“放熱”或“既不吸熱,也不放熱”).
(3)某種油的密度為ρ,摩爾質(zhì)量為M.取體積為V的油慢慢滴出,可滴n滴.將其中一滴滴在廣闊水面上,形成面積為S的單分子油膜.試估算:①阿伏加德羅常數(shù);②其中一滴油滴含有的分子數(shù).
B.(選修模塊3-4)
(1)以下說(shuō)法中正確的是
 

A.隱形戰(zhàn)機(jī)表面涂料利用了干涉原理,對(duì)某些波段的電磁波,涂料膜前后表面反射波相互抵消
B.全息照片往往用激光來(lái)拍攝,主要是利用了激光的相干性
C.根據(jù)宇宙大爆炸學(xué)說(shuō),遙遠(yuǎn)星球發(fā)出的紅光被地球接收到時(shí)可能是紅外線
D.海市蜃樓是光的色散現(xiàn)象引起的
(2)有兩個(gè)同學(xué)利用假期分別去參觀北大和南大的物理實(shí)驗(yàn)室,各自在那里利用先進(jìn)的DIS系統(tǒng)較準(zhǔn)確地探究了“單擺的周期T與擺長(zhǎng)L的關(guān)系”,他們通過(guò)校園網(wǎng)交換實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),并由計(jì)算機(jī)繪制了T2~L圖象,如圖甲所示.去北大的同學(xué)所測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)應(yīng)的圖線是
 
(選填“A”或“B”).另外,在南大做探究的同學(xué)還利用計(jì)算機(jī)繪制了其在實(shí)驗(yàn)室
得到的兩個(gè)單擺的振動(dòng)圖象(如圖乙),由圖可知,兩單擺擺長(zhǎng)之比
La
Lb
=
 

精英家教網(wǎng)
(3)如圖所示,半圓玻璃磚的半徑R=10cm,折射率為n=
3
,直徑AB與屏幕垂直并接觸于A點(diǎn).激光a以入射角i=30°射向半圓玻璃磚的圓心O,結(jié)果在水平屏幕MN上出現(xiàn)兩個(gè)光斑.求兩個(gè)光斑之間的距離L.
精英家教網(wǎng)
C.(選修模塊3-5)
(1)下列說(shuō)法正確的有
 

A.盧瑟福的α粒子散射實(shí)驗(yàn)可以估測(cè)原子核的大小
B.氫原子輻射出一個(gè)光子后,氫原子的電勢(shì)能增大,核外電子的運(yùn)動(dòng)加速度增大
C.物質(zhì)波是一種概率波,在微觀物理學(xué)中不可以用“軌跡”來(lái)描述粒子的運(yùn)動(dòng)
D.β衰變說(shuō)明了β粒子(電子)是原子核的組成部分
(2)如圖為氫原子的能級(jí)圖,大量處于n=4激發(fā)態(tài)的氫原子躍遷時(shí),發(fā)出多個(gè)能量不同的光子,其中頻率最大的光子能量為
 
eV,若用此光照射逸出功為2.75V的光電管上,則加在該光電管上的反向遏止電壓為
 
V
精英家教網(wǎng)
(3)查德威克通過(guò)α粒子轟擊鈹核的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了中子.
完成下列核反應(yīng)方程:24He+49Be
 

通過(guò)在云室中讓中子與靜止的已知質(zhì)量的核發(fā)生正碰的實(shí)驗(yàn)可以測(cè)定中子的質(zhì)量,若已知被碰核氮核的質(zhì)量為M,中子的入射速度大小為v,反彈速度大小為
13v
15
,氮核在碰撞中獲得的速度大小為
2v
15
,則中子的質(zhì)量多大?

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同步練習(xí)冊(cè)答案