17.兩根足夠長(zhǎng)的光滑金屬導(dǎo)軌豎直放置,導(dǎo)軌上端連接著可變電阻R1和定值電阻R2,質(zhì)量為m的金屬桿ab與導(dǎo)軌垂直并接觸良好,與導(dǎo)軌、電阻R1和R2形成閉合回路,導(dǎo)軌與金屬桿電阻均不計(jì).整個(gè)裝置處于與導(dǎo)軌平面垂直的水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中.a(chǎn)b桿釋放后,下滑一段距離達(dá)到勻速運(yùn)動(dòng)狀態(tài),則關(guān)于桿在勻速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)的下列說(shuō)法正確的是( 。
A.當(dāng)R1=R2時(shí),R2消耗的功率最大
B.不論R1多大,R2消耗的功率恒定
C.當(dāng)R1越大時(shí),R1和R2消耗的總功率越大
D.不論R1多大,R1和R2消耗的總功率恒定

分析 由E=BLv求出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),由歐姆定律求出電流,由安培力公式求出安培力,當(dāng)金屬桿勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)處于平衡狀態(tài),由平衡條件求出桿的速度,然后分析答題.

解答 解:金屬桿受到的安培力:F=BIL=$\frac{{B}^{2}{L}^{2}v}{{R}_{1}+{R}_{2}}$,
金屬桿勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),由平衡條件得:$\frac{{B}^{2}{L}^{2}v}{{R}_{1}+{R}_{2}}$=mg,
勻速運(yùn)動(dòng)的速度:v=$\frac{mg({R}_{1}+{R}_{2})}{{B}^{2}{L}^{2}}$,
此時(shí)的感應(yīng)電流:I=$\frac{BLv}{{R}_{1}+{R}_{2}}$=$\frac{mg}{BL}$,
A、R2消耗的功率:P2=I2R2=$\frac{{m}^{2}{g}^{2}{R}_{2}}{{B}^{2}{L}^{2}}$,R2消耗的功率與R1的阻值無(wú)關(guān),是定值,故A錯(cuò)誤,B正確;
C、R1和R2消耗的總功率:P=I2(R1+R2)=$\frac{{m}^{2}{g}^{2}({R}_{1}+{R}_{2})}{{B}^{2}{L}^{2}}$,當(dāng)R1越大時(shí),R1和R2消耗的總功率越大,故C正確,D錯(cuò)誤;
故選:BC.

點(diǎn)評(píng) 本題是電磁感應(yīng)與電學(xué)、力學(xué)相結(jié)合的綜合題,應(yīng)用安培力公式、平衡條件、歐姆定律求出電流電流,然后應(yīng)用電功率公式分析即可解題.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

7.質(zhì)量相等的兩顆人造地球衛(wèi)星A和B,分別在不同軌道上繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng),兩衛(wèi)星的軌道半徑分別為rA和rB,且rA<rB,則A和B兩衛(wèi)星比較,下列說(shuō)法正確的是(  )
A.衛(wèi)星A受到地球引力較小B.衛(wèi)星B的動(dòng)能較小
C.衛(wèi)星B的運(yùn)動(dòng)周期較大D.衛(wèi)星A的機(jī)械能較小

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

8.如圖所示,螺線管中放有一根條形磁鐵,那么( 。
A.當(dāng)磁鐵突然向右抽出時(shí),B點(diǎn)電勢(shì)比A點(diǎn)高
B.當(dāng)磁鐵突然向右抽出時(shí),A點(diǎn)電勢(shì)比B點(diǎn)高
C.當(dāng)磁鐵突然向左抽出時(shí),B點(diǎn)電勢(shì)比A點(diǎn)高
D.當(dāng)磁鐵突然向左抽出時(shí),A點(diǎn)電勢(shì)比B點(diǎn)高

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

5.如圖所示,滑板車(chē)運(yùn)動(dòng)現(xiàn)在深受青少年喜愛(ài).某同學(xué)站在滑板車(chē)上從靜止開(kāi)始以a=2m/s2的加速度沿斜坡勻加速直線滑下,經(jīng)過(guò)t=3s的時(shí)間,該同學(xué)的速度達(dá)到多大?

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

12.如圖所示平行長(zhǎng)導(dǎo)軌MN、PQ(電阻不計(jì))豎直放置,間距L=1m,導(dǎo)軌之間接一電阻R=3Ω.水平導(dǎo)線ab,電阻r=1Ω,與導(dǎo)軌有良好接觸(摩擦不計(jì)),導(dǎo)軌之間有指向紙里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B=0.5T.a(chǎn)b質(zhì)量m=0.025kg自靜止開(kāi)始下落至a′b′位置時(shí)ab開(kāi)始做勻速運(yùn)動(dòng),aa′=h=2m,g=10m.
①ab勻速運(yùn)動(dòng)的速率.
②ab從靜止到勻速這段時(shí)間內(nèi)R上產(chǎn)生的熱量.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

2.如圖所示,ABCD為傾角為30°的足夠長(zhǎng)光滑絕緣斜面,EFGH范圍內(nèi)存在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=1T、方向垂直斜面的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)的寬度為d=1.9m,邊界EF、HG與斜面底邊AB平行.一邊長(zhǎng)為L(zhǎng)=1m、電阻為R=1Ω、質(zhì)量為m=1kg的正方形金屬框MNPQ放在斜面上,MN邊與磁場(chǎng)上邊界平行且距離為b=1.5m,重力加速度為g=10m/s2,現(xiàn)使金屬框由靜止釋放,在金屬框MN邊剛出磁場(chǎng)時(shí)恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng).求:
(1)金屬框在MN邊剛出磁場(chǎng)時(shí)的速度大小;
(2)金屬框的PQ邊剛好進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度大。
(3)自開(kāi)始釋放到PQ邊剛好進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中,金屬框中產(chǎn)生的熱量;
(4)金屬框從開(kāi)始釋放到剛好完全進(jìn)入磁場(chǎng)所經(jīng)歷的時(shí)間.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

9.某學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)了一種粗測(cè)小物體質(zhì)量的方法.使用的器材有細(xì)繩、硬紙板、支架、刻度尺、鉛筆、白紙、自制小滑輪、已知質(zhì)量的小物塊和若干待測(cè)小物體等.簡(jiǎn)化的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示,在A點(diǎn)固定一根細(xì)繩AP,以A為圓心、AP為半徑描出圓弧CD,直線AC水平,AD豎直.在B點(diǎn)固定小滑輪,一根細(xì)繩繞過(guò)小滑輪,一端懸掛小物塊(質(zhì)量m0已知),另一端連接繩端P點(diǎn).在結(jié)點(diǎn)P懸掛不同質(zhì)量的待測(cè)小物體m,
平衡時(shí)結(jié)點(diǎn)P處在圓弧CD上不同的位置.利用學(xué)過(guò)的物理知識(shí),可求出結(jié)點(diǎn)P在圓弧CD上不同的位置時(shí)對(duì)應(yīng)的待測(cè)物體的質(zhì)量值m,并標(biāo)在CD弧上.
(1)在圓弧CD上從C點(diǎn)至D點(diǎn)標(biāo)出的質(zhì)量值應(yīng)逐漸增大(填寫(xiě)“增大”或“減小”);
(2)如圖所示,BP延長(zhǎng)線交豎直線AD于P′點(diǎn),用刻度尺量出AP′長(zhǎng)為l1,PP′長(zhǎng)為l2,則在結(jié)點(diǎn)P處標(biāo)出的質(zhì)量值應(yīng)為$\frac{{l}_{1}}{{l}_{2}}{m}_{0}$.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

6.下列所描述的運(yùn)動(dòng)的中,不可能的有( 。
A.速度變化很大,加速度很小
B.速度變化方向?yàn)檎铀俣确较驗(yàn)樨?fù)
C.速度越來(lái)越大,加速度越來(lái)越小
D.速度變化越來(lái)越快,加速度越來(lái)越大

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

7.汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率為30kW,質(zhì)量為2000kg,汽車(chē)在水平路面上行駛時(shí)受到的阻力為車(chē)重的0.1倍,若汽車(chē)從靜止開(kāi)始保持1m/s2的加速度做勻加速直線運(yùn)動(dòng),則(  )
A.這一勻加速直線運(yùn)動(dòng)能持續(xù)時(shí)間7.5 s
B.汽車(chē)在路面上能達(dá)到的最大速度為7.5 m/s
C.當(dāng)汽車(chē)速度為10 m/s時(shí)的加速度為0.5 m/s2
D.汽車(chē)在路面上能達(dá)到的最大速度是15 m/s

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