【題目】如圖所示,兩光滑金屬導(dǎo)軌,間距d0.2m,在桌面上的部分是水平的,處在磁感應(yīng)強(qiáng)度B0.1T、方向豎直向下的有界磁場(chǎng)中,電阻R,桌面高H0.8m,金屬桿ab的質(zhì)量m0.2kg,電阻r,在導(dǎo)軌上距桌面h0.2m的高處由靜止釋放,落地點(diǎn)距桌面左邊緣的水平距離s0.4m,g10m/s2. 求:

(1)金屬桿進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),R上的電流大。

(2)整個(gè)過(guò)程中R上產(chǎn)生的熱量.

(3)整個(gè)過(guò)程中通過(guò)R的電荷量.

【答案】(1)0.01A ; (2) 0.225J. (3) 10C

【解析】

1)根據(jù)動(dòng)能定理求出桿子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度,通過(guò)切割產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)公式求出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小,結(jié)合閉合電路歐姆定律求出感應(yīng)電流的大。
2)根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律求出金屬桿滑出導(dǎo)軌瞬間的速度;根據(jù)能量守恒定律求出整個(gè)過(guò)程中回路產(chǎn)生的熱量,從而得出整個(gè)過(guò)程中電阻R放出的熱量.

3)根據(jù)動(dòng)量定理求解整個(gè)過(guò)程中通過(guò)R的電荷量.

1ab棒剛進(jìn)入磁場(chǎng)的瞬間,速率為v,由機(jī)械能守恒定律得mghmv2,

此時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)EBdv0.1×0.2×2V0.04V

,方向:棒中由a→b.

2)金屬桿平拋初速度為v′,則有,

解得

由能量守恒,有Qmghmv′2(0.2×10×0.2×0.2×12)J0.3J

R放出的熱量.

3)金屬棒從進(jìn)入磁場(chǎng)到出離磁場(chǎng),由動(dòng)量定理: 其中

帶入數(shù)據(jù)解得:q=10C .

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】如圖甲所示,在光滑水平面上用恒力F拉質(zhì)量為1 kg的單匝均勻正方形銅線框,在1位置以速度v03 m/s進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)t=0,此時(shí)線框中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為1 V,在t=3 s時(shí)刻線框到達(dá)2位置開(kāi)始離開(kāi)勻強(qiáng)磁場(chǎng).此過(guò)程中v-t圖象如圖乙所示,那么( )

A.t=0時(shí)線框右側(cè)的邊兩端M、N間電壓為0.25 V

B.恒力F的大小為1.0 N

C.線框完全離開(kāi)磁場(chǎng)的位置3的瞬時(shí)速度為2 m/s

D.線框完全離開(kāi)磁場(chǎng)的位置3的瞬時(shí)速度為1 m/s

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,豎直平面內(nèi)有一固定光滑的絕緣軌道ABCD,其中傾角θ=37°的斜面AB與半徑為R的圓弧軌道平滑相切于B點(diǎn),CD為豎直直徑,O為圓心,質(zhì)量為m的帶負(fù)電小球(可視為質(zhì)點(diǎn))從斜面上的A點(diǎn)由靜止釋放,A、B兩點(diǎn)高度差為h,重力加速度為g,sin37°=0.6,cos37°=0.8。則下列判斷正確的是

A. 調(diào)整高度差h,小球從D點(diǎn)離開(kāi)圓弧軌道后有可能直接落在B點(diǎn)

B. 當(dāng)h=2.5R時(shí),小球會(huì)從D點(diǎn)以的速度飛出,做平拋運(yùn)動(dòng)

C. 若在O點(diǎn)放個(gè)正點(diǎn)電荷,小球通過(guò)D點(diǎn)的速度一定大于

D. 若在O點(diǎn)放個(gè)正點(diǎn)電荷,小球從C點(diǎn)沿圓弧軌道到D點(diǎn)過(guò)程機(jī)械能不守恒

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖,兩條相距l的光滑平行金屬導(dǎo)軌位于同一水平面(紙面)內(nèi),其左端接一阻值為R的電阻;一與導(dǎo)軌垂直的金屬棒置于兩導(dǎo)軌上;在電阻、導(dǎo)軌和金屬棒中間有一面積為S的區(qū)域,區(qū)域中存在垂直于紙面向里的均勻磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B1隨時(shí)間t的變化關(guān)系為B1=kt,式中k為常量;在金屬棒右側(cè)還有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,區(qū)域左邊界MN(虛線)與導(dǎo)軌垂直,磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0,方向也垂直于紙面向里。某時(shí)刻,金屬棒在一外加水平恒力的作用下從靜止開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng),在t0時(shí)刻恰好以速度v0越過(guò)MN,此后向右做勻速運(yùn)動(dòng)。金屬棒與導(dǎo)軌始終相互垂直并接觸良好,它們的電阻均忽略不計(jì)。求

1)在t=0t=t0時(shí)間間隔內(nèi),流過(guò)電阻的電荷量的絕對(duì)值;

2)在時(shí)刻ttt0)穿過(guò)回路的總磁通量和金屬棒所受外加水平恒力的大小。

3)如果面積為S的區(qū)域的均勻磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B1隨時(shí)間t的變化關(guān)系為B1=B0-kt,式中k為大于0的常量,在t=0時(shí)刻,均勻磁場(chǎng)垂直于紙面向里。MN(虛線)右側(cè)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0,方向也垂直于紙面向里。在t0時(shí)刻金屬棒以速度v越過(guò)MN時(shí),撤掉外力,此后(tt0)金屬棒恰好向右做勻速運(yùn)動(dòng)。金屬棒與導(dǎo)軌始終相互垂直并接觸良好,它們的電阻均忽略不計(jì)。求速度v的大。ㄓk、SB0、l表示)。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】高壓輸電是減小輸電電能損耗和電壓損失的有效途徑,中國(guó)已投產(chǎn)運(yùn)行的1000kV特高壓輸電是目前世界上電壓最高的輸電工程.假設(shè)甲、乙兩地原采用500kV的超高壓輸電,輸電線上損耗的電功率為P=100kW,損失的電壓為U=40V.在保持輸送電功率和輸電線電阻都不變的條件下,改用1000kV特高壓輸電,若不考慮其他因素的影響, 輸電線上損耗的電功率變?yōu)?/span>P',損失的電壓變?yōu)?/span>U',則

A. P'=25kWB. P' = 50kWC. U'=10VD. U' = 20V

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】一列沿x軸方向傳播的簡(jiǎn)橫波在t=0時(shí)的波形圖如圖所示,位于坐標(biāo)原點(diǎn)處的質(zhì)點(diǎn)經(jīng)t = 0.2s再次回到平衡位置,關(guān)于這列波說(shuō)法正確的是

A. 這列波的周期為0.4 s

B. 這列波沿x軸正方向傳播

C. 這列波傳播速度為10m/s

D. t=0時(shí)位于x=6m處質(zhì)點(diǎn)加速度沿y軸正方向且最大

E. 經(jīng)t=0.2s位于x =2.5m處質(zhì)點(diǎn)通過(guò)路程為4cm

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,一氣缸內(nèi)由光滑的活塞封閉著一定量的理想氣體,氣缸(足夠長(zhǎng))開(kāi)口豎直向下;钊聮煲粋(gè)沙桶,活塞和沙桶的總質(zhì)量為m,平衡時(shí)活塞離底部的距離為h。現(xiàn)往沙桶內(nèi)緩慢加人沙子,裝滿沙桶時(shí)活塞離底部的距離高為H、已知?dú)飧妆诘膶?dǎo)熱性能良好,活塞的橫截面積為S,在缸內(nèi)可自由滑動(dòng)且不漏氣;大氣壓強(qiáng)為p0,環(huán)境溫度不變,重力加速度為g。求

①裝入沙桶沙子的質(zhì)量△m

②若因外界環(huán)境溫度降低,活塞又回到離底部距離為h處,且內(nèi)能減小了△E,則此過(guò)程需要向外界放出熱量Q。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示的軌道由傾角為45°的斜面與水平面連接而成,將一小球(可看成質(zhì)點(diǎn))從斜面頂端以3J的初動(dòng)能水平拋出。不計(jì)空氣阻力,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間,小球以9J的動(dòng)能第一次落在軌道上。若將此小球以6J的初動(dòng)能從斜面頂端水平拋出,則小球第一次落在軌道上的動(dòng)能為( )

A. 9J

B. 12J

C. 15J

D. 30J

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】某實(shí)驗(yàn)興趣小組為了測(cè)量物體間的動(dòng)摩擦因數(shù),設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn):

(1)如圖甲,將輕彈簧豎直懸掛,用刻度尺測(cè)出彈簧自由懸掛時(shí)的長(zhǎng)度L1=4.00cm。

(2)如圖乙,在彈簧的下端懸掛小木塊,用刻度尺測(cè)出穩(wěn)定時(shí)彈簧的長(zhǎng)度L2=___________cm

(3)將一長(zhǎng)木板平放在水平面上,小木塊放置于木板上表面,如圖丙,將圖乙中的彈簧左端固定在豎直墻壁上,右端拴接小木塊,使彈簧水平,用力F向右拉動(dòng)長(zhǎng)木板,長(zhǎng)木板與小木塊發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng),當(dāng)小木塊穩(wěn)定時(shí),測(cè)出此時(shí)彈簧的長(zhǎng)度L3=6.07cm

(4)根據(jù)上面的操作,可以得出小木塊與長(zhǎng)木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=___________(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。

(5)若圖丙實(shí)驗(yàn)中彈簧不水平,左端略高一些,由此而引起的動(dòng)摩擦因數(shù)μ的測(cè)量結(jié)果___________(偏大偏小”)

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