如圖所示，電動(dòng)機(jī)牽引一根原來(lái)靜止的、長(zhǎng)L為1m、質(zhì)量m為0.1kg的導(dǎo)體棒MN上升，導(dǎo)體棒的電阻R為1Ω，架在豎直放置的框架上，它們處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B為1T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向與框架平面垂直．當(dāng)導(dǎo)體棒上升h=3.8m時(shí)，獲得穩(wěn)定的速度，導(dǎo)體棒上產(chǎn)生的熱量為2J，電動(dòng)機(jī)牽引棒時(shí)，電壓表、電流表的讀數(shù)分別為7V、1A，電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻r為1Ω，不計(jì)框架電阻及一切摩擦，求：
（1）電動(dòng)機(jī)的輸出功率：
（2）導(dǎo)體棒達(dá)到穩(wěn)定時(shí)的速度
（3）導(dǎo)體棒從靜止到達(dá)穩(wěn)定速度所需要的時(shí)間．
（1）電動(dòng)機(jī)的輸出功率為：P出=IU-I2r=6W；
（2）電動(dòng)機(jī)的輸出功率就是電動(dòng)機(jī)牽引棒的拉力的功率，
則有P出=Fv
當(dāng)棒達(dá)穩(wěn)定速度時(shí)F=mg+BI′L，感應(yīng)電流I′=
E
R
=
BLv
R
，則棒所受的安培力大小為F安=
B2L2v
R
，
根據(jù)平衡條件得 F=mg+F安，
聯(lián)立以上三式，解得棒達(dá)到的穩(wěn)定速度為v=2m/s．
（3）由能量守恒定律得：
P出t=mgh+
1
2
mv2+Q，解得t=1s，
答：（1）電動(dòng)機(jī)的輸出功率為6W：
（2）導(dǎo)體棒達(dá)到穩(wěn)定時(shí)的速度為2m/s．
（3）導(dǎo)體棒從靜止到達(dá)穩(wěn)定速度所需要的時(shí)間是1s．
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

如圖所示，一個(gè)足夠長(zhǎng)的“門”形金屬導(dǎo)軌NMPQ固定在水平面內(nèi)，MN、PQ兩導(dǎo)軌間的寬度L=0.50m，一根質(zhì)量為m=0.50kg的均勻金屬棒ab橫跨在導(dǎo)軌上且接觸良好，abMP恰好圍成一個(gè)正方形，該導(dǎo)軌平面處在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小可以調(diào)節(jié)的豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，ab棒與導(dǎo)軌間的最大靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力均為fm=1.0N，ab棒的電阻為R=0.10Ω，其他各部分電阻均不計(jì)，開始時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B0=0.50T
（1）若從某時(shí)刻（t=0）開始，調(diào)節(jié)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小使其以
△B
△t
=0.20T/s的變化率均勻增加，則經(jīng)過(guò)多少時(shí)間ab棒開始滑動(dòng)？
（2）若保持磁感應(yīng)強(qiáng)度B0的大小不變，從t=0時(shí)刻開始，給ab棒施加一個(gè)水平向右的拉力F，使它以a=4.0m/s2的加速度勻加速運(yùn)動(dòng)，請(qǐng)推導(dǎo)出拉力F的大小隨時(shí)間變化的函數(shù)表達(dá)式，并在所給的F-t坐標(biāo)上作出拉力F隨時(shí)間t變化的F-t圖線．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖所示，兩根光滑的平行金屬導(dǎo)軌豎直放置在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)和導(dǎo)軌平面垂直，金屬桿ab與導(dǎo)軌接觸良好可沿導(dǎo)軌滑動(dòng)，開始時(shí)電鍵S斷開，當(dāng)ab桿由靜止下滑一段時(shí)間后閉合S，則從S閉合開始計(jì)時(shí)，ab桿的速度v與時(shí)間t的關(guān)系不可能是（　�。�
A．B．C．D．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

如圖，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直銅環(huán)所在的平面，導(dǎo)體棒a的一端固定在銅環(huán)的圓心O處，另一端緊貼圓環(huán)，可繞O勻速轉(zhuǎn)動(dòng)．通過(guò)電刷把銅環(huán)、環(huán)心與兩豎直平行金屬板P、Q連接成如圖所示的電路，R1、R2是定值電阻．帶正電的小球通過(guò)絕緣細(xì)線掛在兩板間M點(diǎn)，被拉起到水平位置；合上開關(guān)K，無(wú)初速度釋放小球，小球沿圓弧經(jīng)過(guò)M點(diǎn)正下方的N點(diǎn)到另一側(cè)．已知：磁感應(yīng)強(qiáng)度為B；a的角速度大小為ω，長(zhǎng)度為l，電阻為r；R1=R2=2r，銅環(huán)電阻不計(jì)；P、Q兩板間距為d；帶電的質(zhì)量為m、電量為q；重力加速度為g．求：
（1）P、Q間電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小；
（2）小球通過(guò)N點(diǎn)時(shí)對(duì)細(xì)線拉力T的大小．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

如圖所示，一水平放置的平行導(dǎo)體框的寬度L=0.5m，左端接有R=0.2Ω的電阻，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=0.4T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直導(dǎo)軌平面向下，現(xiàn)有一導(dǎo)體棒ab垂直跨放在框架上，并能無(wú)摩擦地沿框架滑動(dòng)，框架及導(dǎo)體ab的電阻不計(jì)，當(dāng)導(dǎo)體棒ab以v=4.0m/s的速度向右勻速滑動(dòng)時(shí)．則：
（1）導(dǎo)體棒ab上的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小及感應(yīng)電流的方向分別為如何？
（2）要維持導(dǎo)體棒ab向右勻速運(yùn)行，作用在導(dǎo)體棒ab上的水平外力為多少？方向怎樣？
（3）電阻R上產(chǎn)生的熱功率為多大？

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

如圖所示，正方形單匝均勻線框abcd，邊長(zhǎng)L=0.4m，每邊電阻相等，總電阻R=0.5Ω．一根足夠長(zhǎng)的絕緣輕質(zhì)細(xì)線跨過(guò)兩個(gè)輕質(zhì)光滑定滑輪，一端連接正方形線框，另一端連接絕緣物體P，物體P放在一個(gè)光滑的足夠長(zhǎng)的固定斜面上，斜面傾角θ=30°，斜面上方的細(xì)線與斜面平行．在正方形線框正下方有一有界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，上邊界I和下邊界II都水平，兩邊界之間距離也是L=0.4m．磁場(chǎng)方向水平，垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=0.5T．現(xiàn)讓正方形線框的cd邊距上邊界I的正上方高度h=0.9m的位置由靜止釋放，且線框在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終與磁場(chǎng)垂直，cd邊始終保持水平，物體P始終在斜面上運(yùn)動(dòng)，線框剛好能以v=3m/S的速度進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)并勻速通過(guò)勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域．釋放前細(xì)線繃緊，重力加速度g=10m/s2，不計(jì)空氣阻力．
（1）線框的cd邊在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，c、d間的電壓是多大？
（2）線框的質(zhì)量m1和物體P的質(zhì)量m2分別是多大？
（3）在cd邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，給線框施加一個(gè)豎直向下的拉力F使線框以進(jìn)入磁場(chǎng)前的加速度勻加速通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域，在此過(guò)程中，力F做功w=0.23J，求正方形線框cd邊產(chǎn)生的焦耳熱是多少？

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

如圖所示，足夠長(zhǎng)的水平導(dǎo)體框架的寬度L=0.5m，電阻忽略不計(jì)，定值電阻
R=2Ω．磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.8T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)體框平面，一根質(zhì)量為m=0.2kg、有效電阻r=2Ω的導(dǎo)體棒MN垂直跨放在框架上，該導(dǎo)體棒與框架間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5，導(dǎo)體棒在水平恒力F=1.2N的作用下由靜止開始沿框架運(yùn)動(dòng)，（g取10m/s2）．求：
（1）導(dǎo)體棒在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的最大速度V為多少？
（2）若導(dǎo)體捧從開始運(yùn)動(dòng)到剛開始勻速運(yùn)動(dòng)這一過(guò)程中滑行的位移為20米，求此過(guò)
程中回路電阻產(chǎn)生的焦耳熱Q以及流過(guò)電阻R的電量q各為多少？

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖所示，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域在x方向上的寬度為α，其右側(cè)有磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為2B，垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，在x方向上的寬度也為α，一邊長(zhǎng)為α、電阻為4R的正方形導(dǎo)線框ABCD在外力作用下，若從圖示位置沿+x方向以速度v勻速穿過(guò)兩磁場(chǎng)區(qū)域的過(guò)程中，則（　　）
A．導(dǎo)線框中的感應(yīng)電流方向始終不變
B．外力方向開始沿+x方向，接著沿-x方向，再沿+x方向
C．外力對(duì)線框做功為
7B2α3v
2R
D．通過(guò)線框中的電量為
Ba2
R

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

如圖所示，阻值為R的金屬棒從圖示位置ab分別以v1，v2的速度沿光滑導(dǎo)軌（電阻不計(jì)）勻速滑到a′b′位置，若v1：v2=1：2，則在這兩次過(guò)程中求：
（1）回路電流I1：I2=？
（2）產(chǎn)生的熱量Q1：Q2=？
（3）通過(guò)任一截面的電荷量q1：q2=？
（4）外力的功率P1：P2=？

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案