【題目】如圖所示,豎直面內(nèi)有一圓形小線圈,與絕緣均勻帶正電圓環(huán)共面同心放置。帶電圓環(huán)的帶電量為Q,繞圓心做圓周運(yùn)動(dòng),其角速度ω隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖象如圖乙所示(圖中ω0t1、t2均為已知量)。線圈通過(guò)絕緣導(dǎo)線連接兩根豎直的、間距為l的光滑平行金屬長(zhǎng)導(dǎo)軌,兩導(dǎo)軌間的矩形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向里的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)上、下邊界的間距為h,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小恒為B字形構(gòu)架由長(zhǎng)度為H(H>h)的絕緣桿和水平金屬棒AB、CD組成,金屬棒與導(dǎo)軌緊密接觸。初始時(shí)鎖定字形構(gòu)架,使金屬棒AB位于磁場(chǎng)內(nèi)的上邊沿,t1時(shí)刻解除鎖定,t2時(shí)刻開(kāi)始運(yùn)動(dòng)。已知字形構(gòu)架的質(zhì)量為m,金屬棒AB和金屬棒CD的長(zhǎng)度均為l,金屬棒AB和金屬棒CD離開(kāi)磁場(chǎng)下邊沿時(shí)的速度大小均為v,金屬棒AB、CD和圓形線圈的電阻均為R,其余電阻不計(jì),不考慮線圈的自感,重力加速度為g。

10~t1時(shí)間內(nèi),求帶電圓環(huán)的等效電流

2t1~t2時(shí)間內(nèi),求圓形線圈內(nèi)磁通量變化率的大小

3)求從0時(shí)刻到金屬棒CD離開(kāi)磁場(chǎng)的全過(guò)程中金屬棒及線圈產(chǎn)生的焦耳熱。

【答案】(1)(2)(3)

【解析】

(1)由電流的定義式可知:

(2)時(shí)間內(nèi),由平衡條件可知:

由歐姆定律可知

得到:

(3)時(shí)間內(nèi),

解得:

時(shí)刻后,由功能關(guān)系可知:

得到:

0時(shí)刻到金屬棒CD離開(kāi)磁場(chǎng)的全過(guò)程中金屬棒擊線圈產(chǎn)生的熱量為:

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】某單位應(yīng)急供電系統(tǒng)配有一小型發(fā)電機(jī),該發(fā)電機(jī)內(nèi)的矩形線圈面積為S=0.2m2、匝數(shù)為N=100匝、電阻為r=5.0Ω,線圈所處的空間是磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=T的勻強(qiáng)磁場(chǎng),發(fā)電機(jī)正常供電時(shí)線圈的轉(zhuǎn)速為n=r/min。如圖所示是配電原理示意圖,理想變壓器原副線圈的匝數(shù)比為52,R1=5.0ΩR2=5.2Ω,電壓表電流表均為理想電表,系統(tǒng)正常運(yùn)作時(shí)電流表的示數(shù)為I=10A,則下列說(shuō)法中正確的是

A. 交流電壓表的示數(shù)為720V

B. 燈泡的工作電壓為272V

C. 變壓器輸出的總功率為2720W

D. 若負(fù)載電路的燈泡增多,發(fā)電機(jī)的輸出功率會(huì)增大

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】小陳在地面上從玩具槍中豎直向上射出初速度為v0的塑料小球,若小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的空氣阻力與其速率成正比,小球運(yùn)動(dòng)的速率隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖所示,t1時(shí)刻到達(dá)最高點(diǎn),再落回地面,落地速率為v1,下列說(shuō)法中正確的是( )

A. 小球上升過(guò)程中的平均速度大于

B. 小球下降過(guò)程中的平均速度大于

C. 小球射出時(shí)的加速度值最大,到達(dá)最高點(diǎn)的加速度值為0

D. 小球的加速度在上升過(guò)程中逐漸減小,在下降過(guò)程中也逐漸減小

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,t0時(shí)一質(zhì)量m1 kg的滑塊A在大小為10 N、方向與水平向右方向成θ37°的恒力F作用下由靜止開(kāi)始在粗糙水平地面上做勻加速直線運(yùn)動(dòng),t12 s時(shí)撤去力F; t0時(shí)在A右方x07 m處有一滑塊B正以v07 m/s的初速度水平向右運(yùn)動(dòng)。已知A與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ10.5,B與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ20.1,取重力加速度大小g10 m/s2,sin37°0.6,cos37°0.8。兩滑塊均視為質(zhì)點(diǎn),求:

1)兩滑塊在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中速度相等的時(shí)刻;

2)兩滑塊間的最小距離。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】電荷量不等的兩點(diǎn)電荷固定在x軸上坐標(biāo)為-3L3L的兩點(diǎn)處,其中坐標(biāo)為-3L處的點(diǎn)電荷帶電量的絕對(duì)值為Q,兩點(diǎn)電荷連線上各點(diǎn)的電勢(shì)x變化的關(guān)系圖象如圖所示,其中x=L處的電勢(shì)最低,x軸上MN兩點(diǎn)的坐標(biāo)分別為-2L2L,已知靜電力常量為k,則下列說(shuō)法正確的是

A. 兩點(diǎn)電荷一定均為正電荷

B. 原點(diǎn)O處的場(chǎng)強(qiáng)大小為

C. 正檢驗(yàn)電荷在原點(diǎn)O處受到向左的電場(chǎng)力

D. 負(fù)檢驗(yàn)電荷由M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)的過(guò)程中,電勢(shì)能先減小后增大

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】真空中A、B、C三點(diǎn)構(gòu)成邊長(zhǎng)為l的等邊三角形,EF是其中位線,如圖所示。在E、F點(diǎn)分別放置電荷量均為Q的正、負(fù)點(diǎn)電荷。下列說(shuō)法正確的是

A. A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為

B. A點(diǎn)的電勢(shì)低于C點(diǎn)的電勢(shì)

C. B點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向沿BC方向

D. 正電荷在B點(diǎn)的電勢(shì)能大于在C點(diǎn)的電勢(shì)能

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】某同學(xué)利用下列器材測(cè)量?jī)晒?jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。

A.待測(cè)干電池兩節(jié)

B.電壓表Vl、V2,量程均為3V,內(nèi)阻很大

C.定值電阻Ro(阻值未知)

D.電阻箱R

E.導(dǎo)線和開(kāi)關(guān)。

(1)根據(jù)如圖甲所示的實(shí)物連接圖,在圖乙方框中畫(huà)出相應(yīng)的電路圖__________;

(2)實(shí)驗(yàn)之前,需要利用該電路測(cè)出定值電阻Ro。先把電阻箱R調(diào)到某一阻值R1,再閉合開(kāi)關(guān),讀出電壓表VlV2的示數(shù)分別為U10、U20,則Ro=_______(用U10、U20、R1表示)。

(3)若測(cè)得Ro=1.2 Ω,實(shí)驗(yàn)中調(diào)節(jié)電阻箱R,讀出相應(yīng)電壓表VlV2的多組數(shù)據(jù)U1、U2,描繪出U1-U2圖象如圖丙所示,則兩節(jié)干電池的總電動(dòng)勢(shì)E= ____V,總內(nèi)阻r=____Ω。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示的電路中,線圈L的自感系數(shù)足夠大,其直流電阻忽略不計(jì),LA、LB是兩個(gè)相同的燈泡,下列說(shuō)法中正確的是:(

A. k閉合瞬間,LA立即變亮,LB不亮

B. k閉合瞬間,LA、LB同時(shí)立即變亮

C. k斷開(kāi)的瞬間,LA、LB同時(shí)熄滅

D. k斷開(kāi)的瞬間,LA立即熄滅,LB逐漸熄滅

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】歐洲大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)是現(xiàn)在世界上最大、能量最高的粒子加速器,是一種將質(zhì)子加速對(duì)撞的高能物理設(shè)備,其原理可簡(jiǎn)化如下:兩束橫截面積極小長(zhǎng)度為質(zhì)子束以初速度同時(shí)從左、右兩側(cè)入口射入加速電場(chǎng),經(jīng)過(guò)相同的一段距離后射入垂直紙面的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域并被偏轉(zhuǎn),最后兩質(zhì)子束發(fā)生相碰。已知質(zhì)子質(zhì)量為,電量為;加速極板ABA'B'間電壓均為,且滿足。兩磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度相同,半徑均為,圓心O、O'在質(zhì)子束的入射方向上,其連線與質(zhì)子入射方向垂直且距離為;整個(gè)裝置處于真空中,忽略粒子間的相互作用及相對(duì)論效應(yīng)。

1)試求質(zhì)子束經(jīng)過(guò)加速電場(chǎng)加速后(未進(jìn)入磁場(chǎng))的速度和長(zhǎng)度;

2)試求出磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度和粒子束可能發(fā)生碰撞的時(shí)間

3)若某次實(shí)驗(yàn)時(shí)將磁場(chǎng)O的圓心往上移了,其余條件均不變,則質(zhì)子束能否相碰?若不能,請(qǐng)說(shuō)明理由;若能,請(qǐng)說(shuō)明相碰的條件及可能發(fā)生碰撞的時(shí)間。

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