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10.如圖所示,光滑的平行導(dǎo)軌PQ、MN水平放置,導(dǎo)軌的左右兩端分別接定值電阻,R1=R2=4Ω.電阻r=1Ω的金屬棒ab與PQ、MN垂直,并接觸良好.整個(gè)裝置處于方向豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1.2T的勻強(qiáng)磁場中.已知平行導(dǎo)軌間距L=0.5m,現(xiàn)對ab施加一水平向右的恒定外力F使之以v=5m/s的速度向右勻速運(yùn)動,求
(1)金屬棒ab兩端電壓大��;
(2)恒定外力F的大小;
(3)在R1上產(chǎn)生的焦耳熱0.4J過程中,金屬棒ab克服安培力做功.

分析 (1)由E=BLv可以求出ab產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢;R1與R2并聯(lián),求出并聯(lián)總電阻,再根據(jù)閉合電路歐姆定律求出通過ab的感應(yīng)電流大小,以及金屬棒兩端的電壓;
(2)由安培力公式求出ab所受的安培力,即可求得F的大小.
(3)由公式P=U2R求出R1消耗的功率的表達(dá)式,然后由.

解答 解:(1)ab棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢:E=BLv=1.2×0.5×5=3V;
R1與R2并聯(lián)總電阻為:R=R1R2R1+R2=4×44+4Ω=2Ω
通過ab的感應(yīng)電流為:I=ER+r=32+1=1A
金屬棒兩端的電壓:Uab=I•R=1×2=2V
(2)由于金屬棒ab勻速運(yùn)動,F(xiàn)與安培力二力平衡,則有:F=F=BIL=1.2×1×0.5=0.6 N;
(3)R1消耗的功率為:P=Uab2R1=224=1W
在R1上產(chǎn)生的焦耳熱0.4J過程中對應(yīng)的時(shí)間:t=QP=0.41=0.4s
金屬棒ab克服安培力做功:W=FA•x=FA•vt=0.6×5×0.4=1.2J
答:(1)金屬棒ab兩端電壓大小是2V;
(2)恒定外力F的大小是0.6N;
(3)在R1上產(chǎn)生的焦耳熱0.4J過程中,金屬棒ab克服安培力做功是1.2J.

點(diǎn)評 本題在分析電路結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,應(yīng)用E=BLv、歐姆定律、安培力公式和功率公式即可正確解題.

練習(xí)冊系列答案
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(1)汽車保持額定功率不變從靜止起動后,能達(dá)到的最大速度是多大?
(2)若汽車從靜止開始以1m/s2的加速度做勻加速直線運(yùn)動,這一過程能維持多長時(shí)間?

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3.下列敘述正確的是(  )
A.布朗運(yùn)動是懸浮在液體或氣體中的固體顆粒的熱運(yùn)動
B.對一定質(zhì)量的氣體加熱,其內(nèi)能一定增加
C.物體的溫度越高,分子熱運(yùn)動越劇烈,分子熱運(yùn)動平均動能越大
D.分子間距離r存在某一值r0,當(dāng)r<r0時(shí),引力大于斥力;當(dāng)r>r0時(shí),引力小于斥力

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(1)物體在空中運(yùn)動的時(shí)間t;
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(3)物體落地時(shí)的速度大小v.

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5.如圖所示,平行金屬導(dǎo)軌與水平面間的傾角為θ(導(dǎo)軌的電阻不計(jì)),與阻值為R的定值電阻相連.磁感應(yīng)強(qiáng)度為B勻強(qiáng)磁場垂直穿過導(dǎo)軌道平面.有一質(zhì)量為m、長為L的導(dǎo)體棒從ab位置獲得平行斜面向上、大小為v的初速度向上運(yùn)動,最遠(yuǎn)到達(dá)a′b′,滑行的距離為s,導(dǎo)體棒的電阻也為R,棒與導(dǎo)軌的動摩擦因數(shù)為μ.則( �。�
A.上滑過程中導(dǎo)體棒做勻減速運(yùn)動
B.上滑過程中,安培力、滑動摩擦力和重力對導(dǎo)體棒所做的總功為-12mv2
C.上滑過程中回路產(chǎn)生的焦耳熱為12mv2-mgs(sinθ+μcosθ)
D.上滑過程中導(dǎo)體棒損失的機(jī)械能為12mv2-mgssinθ

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15.如圖所示,在 y 軸上關(guān)于O點(diǎn)對稱的A、B兩點(diǎn)有等量同種點(diǎn)電荷-2Q,在 x 軸上C點(diǎn)有點(diǎn)電荷+Q,且CO=OD,∠ADO=60°,下列判斷正確的是( �。�
A.O點(diǎn)電場強(qiáng)度為零
B.D點(diǎn)電場強(qiáng)度向左
C.若將點(diǎn)電荷-q從O移向C,電勢能減小
D.若將點(diǎn)電荷+q從O移向C,電勢能減小

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2.火箭在水平飛行過程中的某段極短時(shí)間△t內(nèi)向后噴出的燃?xì)赓|(zhì)量為△m,噴出的燃?xì)庀鄬姎馇盎鸺乃俣仁莡,噴出燃?xì)夂蠡鸺馁|(zhì)量為m,已知火箭飛行區(qū)域的重力加速度為g,則下列結(jié)論不正確的是( �。�
A.這段時(shí)間內(nèi)火箭速度的增加量大小△v=mmu
B.這段時(shí)間內(nèi)燃?xì)鈱鸺钠骄饔昧Υ笮=mtu+mg
C.這段時(shí)間內(nèi)火箭的平均加速度大小a=mmtu
D.這段時(shí)間內(nèi)火箭對燃?xì)獾臎_量大小I=△mu

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19.用相同的表頭改裝成兩個(gè)量程不同的電流表,下列說法正確的是( �。�
A.將它們串聯(lián)在一起時(shí),兩表讀數(shù)相同,量程大的偏角小
B.將它們并聯(lián)在一起時(shí),偏角相同,量程大的讀數(shù)大
C.將它們串聯(lián)在一起時(shí),兩表讀數(shù)相同,量程大的偏角大
D.將它們并聯(lián)在一起時(shí),偏角相同,量程大的讀數(shù)小

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(1)物塊A離開墻前,彈簧的最大彈性勢能Em
(2)物塊A離開墻后,物塊C的最小速度vmin

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