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【題目】實驗小組想要探究電磁剎車的效果，在遙控小車底面安裝寬為0.1m、長為0.4m的10匝矩形線框abcd，總電阻為R=2Ω，面積可認為與小車底面相同，其平面與水平地面平行，小車總質量為m=0.2kg.如圖是簡化的俯視圖，小車在磁場外以恒定的功率做直線運動，受到地面阻力恒為f=0.4N，進入磁場前已達到最大速度υ=5m/s，車頭(ab邊)剛要進入磁場時立即撤去牽引力，車尾(cd邊)剛出磁場時速度恰好為零.已知有界磁場寬度為0.4m，磁感應強度為B=1.4T，方向豎直向下。求：

(1)進入磁場前小車所受牽引力的功率P；

(2)車頭剛進入磁場時，小車的加速度大��；

(3)電磁剎車過程中產生的焦耳熱Q。

【答案】(1) (2) (3)

【解析】

（1）進入磁場前小車勻速運動時速度最大，由P=Fv和F=f求牽引力的功率P；

（2）車頭剛進入磁場時，根據E=NBLv求解感應電動勢大��；由歐姆定律求感應電流的大小I；根據牛頓第二定律求解加速度。

（3）根據能量守恒定律求電磁剎車過程中產生的焦耳熱Q。

（1）進入磁場前小車勻速運動時速度最大，則有：F=f
牽引力的功率為：P=Fv=fv=2W；
（2）車頭剛進入磁場時，產生的感應電動勢為：E=NBLv=7V
感應電流的大小為： 車頭剛進入磁場時，小車受到阻力、安培力，安培力為F安=NBIL=4.9N小車的加速度
（3）根據能量守恒定律得：Q+f2s=mv2
可得電磁剎車過程中產生的焦耳熱為Q=2.18J

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某同學用圖甲所示電路來測繪小燈泡的伏安特性曲線，器材如下：

A．小燈泡（額定電壓2.5V，額定電流0.25A）

B．電流表（0～0.6A）

C．電壓表（0～3V）

D．滑動變阻器R1（0～10Ω）

E．滑動變阻器R2（0～1000Ω）

F．干電池（電動勢為1.5V）兩節(jié)

G．開關，導線若干

(1)滑動變阻器應選_____（選填器材前的代號）；

(2)實驗中得到的數(shù)據如下表所示，根據表中數(shù)據在乙圖中作出小燈泡的U﹣I圖象_________，由圖象可知小燈泡的電阻隨溫度的升高而_____（選填“增大”、“減小”或“不變”）。

U/V

0.20

0.40

0.60

1.00

1.40

1.80

2.00

2.20

I/A

0.04

0.08

0.11

0.15

0.18

0.20

0.21

0.22

(3)某同學用一節(jié)干電池與阻值為5Ω的電阻R、小燈泡及電壓表連接成圖丙所示電路。閉合S后，電壓表測得燈泡兩端電壓為0.8V，結合圖乙圖中圖象求得小燈泡實際消耗的功率為_____W，干電池內阻為_____Ω．（結果均保留兩位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲所示，電磁炮是一種新型的兵器，其射程甚至可達數(shù)百公里，遠遠超過常規(guī)炮彈。它的主要原理如圖乙所示，當彈體中通以強電流時，彈體在強大的磁場力作用下加速前進，最后從炮口高速射出。設兩軌道間距離為0.10m，勻強磁場的磁感應強度為40T，電流2000A，軌道長度為20m，不考慮電流產生的磁場對勻強磁場強度的影響，則

A. 若不計任何阻力，質量為20g的炮彈最終獲得的速度為400m/s

B. 若不計任何阻力，磁場的磁感應強度加倍，則炮彈獲得的速度也加倍

C. 若阻力大小一定，軌道長度加倍，速度變?yōu)?/span>倍

D. 若阻力大小一定，電流加倍，速度變?yōu)?/span>倍

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在勻強電場中有O、A、B三點，OA=OB=5cm，其中O、A電勢分別為0V、5V，OA與OB的夾角為120°，A、B在同一條豎直線上現(xiàn)有一不計重力、帶電量為e的粒子以4eV的動能從A點沿AO方向飛入電場，經過B點時，動能與在A點時相同，則下列說法正確的是

A. 該粒子帶負電

B. 粒子運動過程中，電場力一直做正功

C. 粒子能運動到O點，且在O點時電勢能為零

D. 該電場強度大小為200V/m，方向水平向左

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】由于空間站處于完全失重狀態(tài)，不能利用天平等儀器測量質量，為此某同學為空間站設計了如圖甲所示的實驗裝置，用來測量小球質量圖中彈簧固定在擋板上，軌道B處裝有光電門，可以測量出小球經過光電門的時間.該同學設計的主要實驗步驟如下：

①用游標卡尺測量小球的直徑d

②將彈簧固定在擋板上

③小球與彈簧接觸并壓縮彈簧，記錄彈簧的壓縮量x

④由靜止釋放小球，測量小球離開彈簧后經過光電門的時間t，計算出小球離開彈簧的速度v

⑤改變彈簧的壓縮量，重復步驟③、④多次

⑥分析數(shù)據，得出小球的質量

該同學在光滑地面上進行了上述實驗，請回答下列問題：

(1)步驟①中游標卡尺示數(shù)情況如圖乙所示，小球的直徑d=___________cm；

(2)某一次步驟③中測得彈簧的壓縮量為1cm，對應步驟④中測得小球通過光電門的時間為7.50ms，則此次小球離開彈簧的速度v=___________m/s；

(3)根據實驗得到的彈簧的形變x與對應的小球速度v在圖丙中畫出了v-x圖象已知實驗所用彈簧的彈性勢能Ep與彈簧形變量x2之間的關系如圖丁所示，實驗測得小球的質量為___________kg。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖為常見的自行車傳動示意圖．A輪與腳踏板相連，B輪與車軸相連，C為車輪．當人蹬車勻速運動時，以下說法正確的是（　�。�

A. B輪角速度比C輪角速度大

B. A輪角速度比C輪角速度小

C. B輪邊緣與C輪邊緣的線速度大小相等

D. A輪邊緣與B輪邊緣的線速度大小相等

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】一課外實驗小組想測量一個電壓表的內阻，他們在實驗室找到如下器材：

A.待測電壓表V1(量程為0-2V,內阻約2k)

B.標準電壓表V2 (量程為0-9V,內阻約4k)

C.標準電流表A (量程為0-0.6A，內阻約0.5)

D.滑動變阻器R1（阻值范圍：0-10)

E.定值電阻R2=20

F.定值電阻R3=2.0k

G.定值電阻R4=2.3k

H.直流電源（內阻約1，電動勢為12v)

I.開關、導線若干

(1)為完成該實驗，該實驗小組希望實驗結果盡可能準確，且要求電表指針超過滿刻度的 1/2,除待測電壓表、直流電源、滑動變阻器、開關和導線之外，該實驗小組還選取了一個電表和兩個定值電阻，選取的電表是_______，兩個定值電阻分別是_______（兩空都填器材前面的序號)。

(2)在虛線框中畫出實驗電路圖__________

(3)根據選用的器材，待測電壓表V1的讀數(shù)為U1,兩定值電阻阻值分別為R和R’，另一個電表的讀數(shù)為_________，(填I1或U2)由此得出，待測電壓表內阻的表達式為_________。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】有一列簡諧橫波沿著x軸正方向傳播，波源位于原點O的位置，P、Q是x軸上的兩個點，P點距離原點O的距離為3m，Q點距離原點O的距離為4m。波源在某時刻開始起振，起振方向沿y軸正方向，波源起振4s后，位于P處的質點位移第一次達到最大值2m，再經過3s，位于Q處的質點第一次達到負的最大位移－2m。求：

①波長和波速；

②波源起振20s時，平衡位置距離O點為5m的質點R的位移和該20s內質點R運動的路程。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某同學測定電源電動勢和內阻，所使用的器材有：待測干電池一節(jié)(內阻很小)、電流表A(量程0.6 A，內阻RA小于1 Ω)、電流表A1(量程0.6 A，內阻未知)、電阻箱R1(0～99.99 Ω)、滑動變阻器R2(0～10 Ω)、單刀雙擲開關S、單刀單擲開關K各一個，導線若干。

(1)該同學按圖甲所示電路連接進行實驗操作。請在答題卡相應位置的虛線框內補全與圖甲對應的電路圖_______。

(2)測電流表A的內阻：

閉合開關K，將開關S與C接通，通過調節(jié)電阻箱R1和滑動變阻器R2，讀取電流表A的示數(shù)為0.20 A、電流表A1的示數(shù)為0.60 A、電阻箱R1的示數(shù)為0.10 Ω，則電流表A的內阻RA＝________Ω。

(3)測電源的電動勢和內阻：

斷開開關K，調節(jié)電阻箱R1，將開關S接__________(填“C”或“D”)，記錄電阻箱R1的阻值和電流表A的示數(shù)；斷開開關K，開關S所接位置不變，多次調節(jié)電阻箱R1重新實驗，并記錄多組電阻箱R1的阻值R和電流表A的示數(shù)I。

(4)數(shù)據處理：

圖乙是由實驗數(shù)據繪出的－R圖象，由此求出干電池的電動勢E＝__________V、內阻r＝__________Ω。(計算結果保留二位有效數(shù)字)

(5)如果電流表A的電阻未知，本實驗__________ (填“能”或“不能”)測出該電源的電動勢。

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