12.如圖所示,豎直平面內(nèi)有平行放置的光滑導(dǎo)軌,電阻不計(jì);導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)=0.2m,其間定值電阻R=0.4Ω,同時(shí)導(dǎo)軌間有方向如圖所示的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=2T.有兩根質(zhì)量均為m=0.1kg、長(zhǎng)度均為L(zhǎng)=0.2m、電阻均為R=0.4Ω的導(dǎo)體棒ab和cd與導(dǎo)軌接觸良好,當(dāng)用豎直向上的力F使ab棒向上做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),cd棒剛好能靜止不動(dòng)(g取10m/s2),
求:(1)勻速運(yùn)動(dòng)的速度?
(2)力F的大?
(3)在1s內(nèi),cd棒產(chǎn)生的電熱?

分析 (1)要使cd始終保持靜止不動(dòng),cd棒受到的安培力與重力平衡,求解通過(guò)的電流;再根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律和歐姆定律,即可求解
(2)通過(guò)ab棒的受力分析求解即可;
(3)利用焦耳定律即可求解.

解答 解:(1)cd棒剛好能靜止不動(dòng),則cd棒的安培力和重力相等,則:mg=BIcdL,解得:Icd=$\frac{mg}{BL}=\frac{0.1×10}{2×0.2}=2.5A$,
ab向上運(yùn)動(dòng)相當(dāng)于電源,cd與R并聯(lián),電阻相等,則并聯(lián)電阻:${R}_{并}=\frac{RR}{R+R}=\frac{0.4×0.4}{0.4+0.4}=0.2Ω$,有串并聯(lián)電路特點(diǎn),回路中總電流為5A,
根據(jù)閉合電路的歐姆定律得:E=IR=I(R+R)=5×(0.2+0.4)=3V,
根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律:E=BLV,得:$V=\frac{E}{BL}=\frac{3}{2×0.2}$=7.5m/s.
(2)對(duì)ab棒受力分析,受重力,安培力和拉力,棒做勻速運(yùn)動(dòng),則:F=mg+BIL=0.1×10+2×5×0.2=3N.
(3)根據(jù)焦耳定律:Q=I2Rt=2.52×0.4×1=2.5J
答:(1)勻速運(yùn)動(dòng)的速度為7.5m/s
(2)力F的大小為3N
(3)在1s內(nèi),cd棒產(chǎn)生的電熱為2.5J

點(diǎn)評(píng) 本題是電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的力平衡問(wèn)題,關(guān)鍵是對(duì)安培力和電路的分析和計(jì)算.

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:多選題

2.物體在力F作用下運(yùn)動(dòng),F(xiàn)的方向與物體運(yùn)動(dòng)方向一致,其F-t圖象如圖所示,則物體(  )
A.在t1時(shí)刻加速度最大B.在t2時(shí)刻加速度最大
C.從t1時(shí)刻后便開(kāi)始返回運(yùn)動(dòng)D.在t2時(shí)刻之前,速度一直在增大

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

3.一個(gè)帶正電荷的粒子(重力不計(jì)),穿過(guò)圖中相互垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域時(shí),恰能沿直線運(yùn)動(dòng),則欲使粒子向上偏轉(zhuǎn)應(yīng)采用的辦法是( 。
A.增大磁感應(yīng)強(qiáng)度B.增大粒子質(zhì)量
C.減小粒子的入射速度D.增大電場(chǎng)強(qiáng)度

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

20.如圖甲所示,為測(cè)定物體沖上粗糙斜面能達(dá)到的最大位移x與斜面傾角θ的關(guān)系,將某一物體每次以不變的初速率v0沿足夠長(zhǎng)的斜面向上推出,調(diào)節(jié)斜面與水平方向的夾角θ,實(shí)驗(yàn)測(cè)得x與斜面傾角θ的關(guān)系如圖乙所示,g取10m/s2,根據(jù)圖象可求出( 。
A.物體的初速率v0=3m/s
B.物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.75
C.當(dāng)某次θ=30°時(shí),物體達(dá)到最大位移后將沿斜面下滑
D.當(dāng)某次θ=45°時(shí),物體達(dá)到最大位移后將沿斜面下滑

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

7.如圖所示電路,電源電壓保持不變,開(kāi)關(guān)S閉合后燈L能夠發(fā)光,當(dāng)滑片P向右滑動(dòng)的過(guò)程中,下列判斷中正確的是( 。
A.燈L變亮,電壓表V示數(shù)變大
B.電流表A1的示數(shù)變大,A2的示數(shù)變小
C.電阻R0消耗的電功率減小
D.燈L變暗,電壓表V示數(shù)變小

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:填空題

17.在驗(yàn)證力的平行四邊形法則的實(shí)驗(yàn)中,通過(guò)細(xì)線用兩個(gè)互成角度的彈簧稱拉橡皮條,使結(jié)點(diǎn)移到某一位置O.此時(shí)需記下:①O點(diǎn)位置;②細(xì)繩所示方向;③相應(yīng)彈簧秤讀數(shù);然后,只用一個(gè)彈簧秤再把橡皮條拉長(zhǎng),使結(jié)點(diǎn)到達(dá)O點(diǎn)位置,這是因?yàn)樽C兩次力的作用效果相同;再記下:④彈簧秤讀數(shù);⑤橡皮條方向.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

4.采用如圖所示的裝置進(jìn)行“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)中小車及車中砝碼的質(zhì)量用M表示,盤及盤中砝碼的質(zhì)量用m表示,小車的加速度可由小車后拖動(dòng)的紙帶由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打上的點(diǎn)計(jì)算出.
(1)當(dāng)M與m的大小關(guān)系滿足M>>m時(shí),才可以認(rèn)為繩對(duì)小車的拉力大小等于盤及盤中砝碼的重力;
(2)實(shí)驗(yàn)中,下列做法錯(cuò)誤的是AD;
A.平衡摩擦力時(shí),應(yīng)將盤及盤中的砝碼用細(xì)繩通過(guò)定滑輪系在小車上
B.每次改變小車的質(zhì)量時(shí),不需要重新平衡摩擦力
C.實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源,再放開(kāi)小車
D.上車運(yùn)動(dòng)的加速度可用天平測(cè)出M及m后直接用公式a=$\frac{mg}{M}$求出.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

1.如圖所示,一日字形導(dǎo)體框位于一勻強(qiáng)磁場(chǎng)上方l處,其中導(dǎo)體棒AB、CD、EF質(zhì)量均為m、電阻均為R、長(zhǎng)均為l,其它電阻不計(jì),導(dǎo)體棒AC、BD的質(zhì)量忽略不計(jì),其長(zhǎng)度為2l,水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,磁場(chǎng)寬度為2l,虛線MN、PQ為磁場(chǎng)邊界,某時(shí)刻起線框由靜止釋放,當(dāng)EF進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),線框剛好開(kāi)始做勻速運(yùn)動(dòng),則:
(1)導(dǎo)體棒CD剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)線框加速度的大?
(2)線框勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)速度的大?
(3)從開(kāi)始到線框勻速運(yùn)動(dòng)結(jié)束的過(guò)程中導(dǎo)體棒EF所產(chǎn)生的熱量?

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

14.用圖1的電路測(cè)定一節(jié)蓄電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻.為防止調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器時(shí)造成短路,電路中連接了一個(gè)保護(hù)電阻R0

(1)根據(jù)電路圖1用筆畫線代替導(dǎo)線,將實(shí)物電路圖2補(bǔ)充完整.
(2)圖3是某同學(xué)利用圖2進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù),而繪出的蓄電池路端電壓U隨電流I變化的U-I圖線,則由圖線可得蓄電池的電動(dòng)勢(shì)E=1.99V,內(nèi)阻r=0.65Ω.(保留到小數(shù)點(diǎn)后兩位)

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同步練習(xí)冊(cè)答案