E=Blv=4×10-5×20×103×6.5×103 V=5.2×103 V(2)懸繩兩端電壓.即路端電壓可由閉合電路歐姆定律得: 【查看更多】

 

題目列表(包括答案和解析)

（13分）如圖所示，兩塊平行金屬板豎直放置，兩板間的電勢差U=1.5×103 V（僅在兩板間有電場），現(xiàn)將一質(zhì)量m=1×10-2 kg、電荷量q=4×10-5 C的帶電小球從兩板的左上方距兩板上端的高度h=20 cm的地方以初速度v0=4 m/s水平拋出，小球恰好從左板的上邊緣進(jìn)入電場，在兩板間沿直線運(yùn)動，從右板的下邊緣飛出電場，求：

 ( 1 )進(jìn)入電場時速度的大小.

（2）金屬板的長度L.

（3）小球飛出電場時的動能Ek.

 

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（13分）如圖所示，兩塊平行金屬板豎直放置，兩板間的電勢差U=1.5×103 V（僅在兩板間有電場），現(xiàn)將一質(zhì)量m=1×10-2 kg、電荷量q=4×10-5 C的帶電小球從兩板的左上方距兩板上端的高度h="20" cm的地方以初速度v0="4" m/s水平拋出，小球恰好從左板的上邊緣進(jìn)入電場，在兩板間沿直線運(yùn)動，從右板的下邊緣飛出電場，求：

( 1 )進(jìn)入電場時速度的大小.
（2）金屬板的長度L.
（3）小球飛出電場時的動能Ek.

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據(jù)報道，1992年7月，美國“阿特蘭蒂斯”號航天飛機(jī)進(jìn)行了一項衛(wèi)星懸繩發(fā)電實驗，實驗取得了部分成功.航天飛機(jī)在地球赤道上空離地面約3 000 km處由東向西飛行，相對地面速度大約6.5×103 m/s，從航天飛機(jī)上向地心方向發(fā)射一顆衛(wèi)星，攜帶一根長20 km、電阻為800 Ω的金屬懸繩，使這根懸繩與地磁場垂直，做切割磁感線運(yùn)動.假定這一范圍內(nèi)的地磁場是均勻的.磁感應(yīng)強(qiáng)度為4×10-5 T，且認(rèn)為懸繩上各點的切割速度和航天飛機(jī)的速度相同.根據(jù)理論設(shè)計，通過電離層（由等離子體組成）的作用，懸繩可以產(chǎn)生約3 A的感應(yīng)電流，試求：

（1）金屬懸繩中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢；

（2）懸繩兩端的電壓；

（3）航天飛機(jī)繞地球運(yùn)行一圈懸繩輸出的電能.（已知地球半徑為6 400 km）

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據(jù)報道，1992年7月，美國“阿特蘭蒂斯”號航天飛機(jī)進(jìn)行了一項衛(wèi)星懸繩發(fā)電實驗，實驗取得了部分成功。航天飛機(jī)在地球赤道上空離地面約3 000 km處由東向西飛行，相對地面速度大約6.5×103 m/s，從航天飛機(jī)上向地心方向發(fā)射一顆衛(wèi)星，攜帶一根長20 km、電阻為800 Ω的金屬懸繩，使這根懸繩與地磁場垂直，做切割磁感線運(yùn)動。假設(shè)這一范圍內(nèi)的地磁場是均勻的，磁感應(yīng)強(qiáng)度為4×10-5 T，且認(rèn)為懸繩上各點的切割速度和航天飛機(jī)的速度相同。根據(jù)理論設(shè)計，通過電離層（由等離子體組成）的作用，懸繩可產(chǎn)生約3 A的感應(yīng)電流，試求：

（1）金屬懸繩中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢；

（2）懸繩兩端的電壓；

（3）航天飛機(jī)繞地球運(yùn)行一圈，懸繩輸出的電能（已知地球半徑為6 400 km）。

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據(jù)報道，美國“阿特蘭蒂斯”號航天飛機(jī)進(jìn)行了一項衛(wèi)星懸繩發(fā)電實驗，實驗取得了部分成功。航天飛機(jī)在地球赤道上空離地面約3 000 km處由東向西飛行，相對地面速度大約6.5×103 m/s，從航天飛機(jī)上向地心方向發(fā)射一顆衛(wèi)星，攜帶一根長20 km、電阻為800 Ω的金屬懸繩，使這根懸繩與地磁場垂直，做切割磁感線運(yùn)動，假定這一范圍內(nèi)的地磁場是均勻的，磁感應(yīng)強(qiáng)度為4×10-5 T，且認(rèn)為懸繩上各點的切割速度和航天飛機(jī)的速度相同。根據(jù)理論設(shè)計，通過電離層（由等離子體組成）的作用，懸繩可以產(chǎn)生約3A的感應(yīng)電流，試求：
(1)金屬懸繩中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢；
(2)懸繩兩端的電壓；
(3)航天飛機(jī)繞地球運(yùn)行一圈懸繩輸出的電能。(已知地球半徑為6 400 km)

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1.B.提示：將圓環(huán)轉(zhuǎn)換為并聯(lián)電源模型，如圖

2.CD     3.AD

4.Q=IΔt=或Q=

5.（1）3.2×10-2 N （2）1.28×10-2 J

提示：將電路轉(zhuǎn)換為直流電路模型如圖.

6.（1）電壓表  理由略 （2）F=1.6 N （3）Q=0.25 C

7.（1）如圖所示，當(dāng)EF從距BD端s處由靜止開始滑至BD的過程中，受力情況如圖所示.安培力：F安=BIl=B

根據(jù)牛頓第二定律：a=                                                            ①

所以，EF由靜止開始做加速度減小的變加速運(yùn)動.當(dāng)a=0時速度達(dá)到最大值vm.

由①式中a=0有：Mgsinθ-B2l2vm/R=0                                                                 ②

vm=

（2）由恒力F推至距BD端s處，棒先減速至零，然后從靜止下滑，在滑回BD之前已達(dá)最大速度vm開始勻速.

設(shè)EF棒由BD從靜止出發(fā)到再返回BD過程中，轉(zhuǎn)化成的內(nèi)能為ΔE.根據(jù)能的轉(zhuǎn)化與守恒定律：

Fs-ΔE=Mvm2                                                                                                                                                                                                           ③

ΔE=Fs-M（）2                                                                                                                                                                   ④

8.（1）每半根導(dǎo)體棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為

E1=Bl=Bl2ω=×０.4×103×（0.5）2 V=50 V.

（2）兩根棒一起轉(zhuǎn)動時，每半根棒中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大小相同、方向相同（從邊緣指向中心），相當(dāng)于四個電動勢和內(nèi)阻相同的電池并聯(lián)，得總的電動勢和內(nèi)電阻

為E=E1=50 V，r=R0=0.1 Ω

當(dāng)電鍵S斷開時，外電路開路，電流表示數(shù)為零，電壓表示數(shù)等于電源電動勢，為50 V.

當(dāng)電鍵S′接通時，全電路總電阻為

R′=r+R=（0.1+3.9）Ω=4Ω.

由全電路歐姆定律得電流強(qiáng)度（即電流表示數(shù)）為

I= A=12.5 A.

此時電壓表示數(shù)即路端電壓為

U=E-Ir=50-12.5×0.1 V=48.75 V（電壓表示數(shù)）

或U=IR=12.5×3.9 V=48.75 V


同步練習(xí)冊答案