【題目】一實(shí)驗(yàn)小組想要探究電磁剎車的效果。在遙控小車底面安裝寬為L、長(zhǎng)為2.5L的N匝矩形線框，線框電阻為R，面積可認(rèn)為與小車底面相同，其平面與水平地面平行，小車總質(zhì)量為m。其俯視圖如圖甲所示，水平地面上的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)如圖乙所示，小車在磁場(chǎng)外行駛的功率保持P不變，且在進(jìn)入磁場(chǎng)前已達(dá)到最大速度，當(dāng)車頭剛要進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)立即撤去牽引力，完全進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度恰好為零。已知有界磁場(chǎng)PQ和MN間的距離為2.5L，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。方向豎直向上，在行駛過程中小車受到地面阻力為f。求：

（1）小車車頭剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，線框的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E；

（2）電磁剎車過程中線框產(chǎn)生的焦耳熱Q；

（3）若只改變小車功率，使小車穿出磁場(chǎng)邊界MN時(shí)的速度恰好為零，假設(shè)小車兩次與磁場(chǎng)作用時(shí)間相同，求小車的功率P′。

【答案】（1）（2）（3）

【解析】

(1)設(shè)小車剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度為v0，此時(shí)小車的牽引力等于阻力，根據(jù)功率與速度關(guān)系可得：

產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：E＝NBLv0

解得：

(2)根據(jù)能量守恒定律：f·2.5L＋Q＝mv02，

聯(lián)立可得：

Q＝mv02－2.5fL＝－2.5fL

(3)當(dāng)功率為P時(shí)，設(shè)小車進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)間為t，由動(dòng)量定理可得：ft＋NBILt＝mv0，

而

以小車剛要進(jìn)入磁場(chǎng)到恰好穿出磁場(chǎng)為研究過程，由動(dòng)量定理可得： ft＋NBI′Lt＝mv0′

而

解得:

所以:

根據(jù)功率速度關(guān)系可得：

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】從同一地點(diǎn)同時(shí)開始沿同一方向做直線運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)物體Ⅰ、Ⅱ的速度圖象如圖所示．在0﹣t0時(shí)間內(nèi)，下列說法中正確的是（ ）

A. Ⅰ、Ⅱ兩個(gè)物體的加速度大小都在不斷減小

B. Ⅰ物體的加速度不斷增大，Ⅱ物體的加速度不斷減小

C. Ⅰ物體的位移不斷增大，Ⅱ物體的位移不斷減小

D. Ⅰ、Ⅱ兩個(gè)物體的平均速度大小都是

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，手持端點(diǎn)O開始向上振動(dòng)，帶動(dòng)繩上的其他質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)而形成簡(jiǎn)諧波。繩上有另一質(zhì)點(diǎn)P（圖中未標(biāo)出），其平衡位置與O質(zhì)點(diǎn)的平衡位置間距為L。以O點(diǎn)開始振動(dòng)為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，t0時(shí)刻（t0小于一個(gè)周期），端點(diǎn)O位于最低點(diǎn)，機(jī)械波恰好傳到質(zhì)點(diǎn)P，以下判斷正確的是

A.該簡(jiǎn)諧波的波速為

B.該簡(jiǎn)諧波的波長(zhǎng)為

C.t0時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P 從平衡位置開始向上振動(dòng)

D. t0時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P具有向上的加速度

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】2016 年10月19 日3時(shí)31分，“神舟十一號(hào)”載人飛船與“天宮二號(hào)” 空間實(shí)驗(yàn)室成功實(shí)現(xiàn)自動(dòng)交會(huì)對(duì)接，形成一個(gè)組合體，假設(shè)組合體在距離地面 393 千米高的軌道上繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。航天員景海鵬、陳冬隨后進(jìn)人“天宮二號(hào)”空間實(shí)驗(yàn)室，兩人在“天空二號(hào)”空間實(shí)驗(yàn)室中工作、生活了30 天，期間進(jìn)行了多項(xiàng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)和科普活動(dòng)。下列說法中正確的是 （ ）

A. 組合體繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度比同步衛(wèi)星小

B. 在“天宮二號(hào)”空間實(shí)驗(yàn)室中航天員可以借助重錘和羽毛演示輕重物體下落快慢相同的的實(shí)驗(yàn)

C. 組合體繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度一定小于7.9km/s

D. 航天員在“ 天空二號(hào)”空間實(shí)驗(yàn)室中工作的 30 天里共經(jīng)歷了30次日出

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】錢華同學(xué)的爸爸是個(gè)電氣工程師，錢華經(jīng)常看到爸爸在用多用電表進(jìn)行一些測(cè)量。在高中物理課堂上學(xué)習(xí)了多用電表的用法之后，爸爸給他出了一道題目，讓他通過測(cè)量找到發(fā)光二極管的負(fù)極。

(1)錢華同學(xué)做了如下兩步具體的操作：第一，將多用電表選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到電阻擋的×1檔，經(jīng)過______之后，他把紅表筆接在二極管的短管腳上，把黑表筆接在二極管的長(zhǎng)管腳上，發(fā)現(xiàn)二極管發(fā)出了耀眼的白光，如圖甲所示；然后他將兩表筆的位置互換以后，發(fā)現(xiàn)二極管不發(fā)光。這說明二極管的負(fù)極是________（填寫“長(zhǎng)管腳”或者“短管腳”）所連接的一極。

(2) 錢華同學(xué)的好奇心一下子就被激發(fā)起來了。他琢磨了一下，然后又依次用電阻擋的×1檔，×10檔，×100檔，×1k檔分別進(jìn)行了二極管導(dǎo)通狀態(tài)的準(zhǔn)確的測(cè)量，他發(fā)現(xiàn)二極管發(fā)光的亮度越來越______（填寫“大”或者“小”），請(qǐng)幫助他分析一下具體的原因:________________。

(3)錢華同學(xué)的興趣越來越濃厚，他思考這個(gè)發(fā)光二極管是否象普通電阻一樣，兩端電壓與通過的電流成正比呢？他求助物理實(shí)驗(yàn)室老師探究該二極管的伏安特性，測(cè)繪它的伏安特性曲線，通過實(shí)驗(yàn)，測(cè)得發(fā)光二極管兩端電壓U和通過它的電流I的數(shù)據(jù)如下表：

U/V

0

1.50

1.80

1.90

2.00

2.08

2.19

2.33

I/mA

0

0

0.01

0.02

0.04

0.06

0.09

0.20

U/V

2.43

2.51

2.56

2.62

2.70

2.82

2.87

I/mA

0.50

0.80

1.00

3.00

5.00

9.00

11.01

①請(qǐng)?jiān)谙聢D乙中以筆畫線代替導(dǎo)線，按實(shí)驗(yàn)要求將實(shí)物圖中的連線補(bǔ)充完整_______。

②請(qǐng)你根據(jù)少年科學(xué)家們實(shí)驗(yàn)時(shí)收集到的數(shù)據(jù)，在圖丙所示的坐標(biāo)紙中畫出該發(fā)光二極管)的伏安特性曲線(IU圖線)______。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，小球在豎直放置的光滑圓形管道內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，管道內(nèi)側(cè)壁半徑為R，小球半徑為r，小球直徑略小于管道內(nèi)徑。則下列說法中正確的是( 　　)

A. 小球通過最高點(diǎn)時(shí)的最小速度是

B. 小球通過最高點(diǎn)時(shí)的速度越大，則小球受到的彈力一定越大

C. 小球在水平線ab以下的管道中運(yùn)動(dòng)時(shí)，內(nèi)側(cè)管壁對(duì)小球一定無作用力

D. 小球在水平線ab以上的管道中運(yùn)動(dòng)時(shí)，外側(cè)管壁對(duì)小球一定有作用力

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，轉(zhuǎn)動(dòng)軸垂直于光滑水平面，交點(diǎn)O的上方h處固定細(xì)繩的一端，細(xì)繩的另一端栓接一質(zhì)量為m的小球B，繩長(zhǎng)l＞h，轉(zhuǎn)動(dòng)軸帶動(dòng)小球在光滑水平面上做圓周運(yùn)動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω逐漸增大時(shí)，下列說法正確的是（ ）

A. 小球始終受三個(gè)力的作用

B. 細(xì)繩上的拉力始終保持不變

C. 要使球離開水平面角速度至少為

D. 若小球飛離了水平面則線速度為

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示為一種測(cè)定運(yùn)動(dòng)員體能的裝置，運(yùn)動(dòng)員的質(zhì)量為m1，繩的一端拴在腰間并沿水平方向跨過滑輪（不計(jì)滑輪質(zhì)量及摩擦），繩的下端懸掛一個(gè)質(zhì)量為m2的重物，人用力蹬傳送帶使傳送帶以速率v勻速向右運(yùn)動(dòng)而人的重心不動(dòng)．下面說法中正確的是（ ）

A．繩子拉力對(duì)人做正功

B．人對(duì)傳送帶做正功

C．運(yùn)動(dòng)時(shí)間t后，運(yùn)動(dòng)員的體能消耗約為m2gvt

D．運(yùn)動(dòng)時(shí)間t后，運(yùn)動(dòng)員的體能消耗約為（m1＋m2）gvt

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，一質(zhì)量M=0.2kg的長(zhǎng)木板靜止在光滑的水平地面上，另一質(zhì)量m=0.2kg的小滑塊，以v0=1.2m/s的速度從長(zhǎng)木板的左端滑上長(zhǎng)木板。已知小滑塊與長(zhǎng)木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ1=0.4，g=10m/s2，問：

(1)經(jīng)過多少時(shí)間小滑塊與長(zhǎng)木板速度相等？

(2)從小滑塊滑上長(zhǎng)木板，到小滑塊與長(zhǎng)木板相對(duì)靜止，小滑塊運(yùn)動(dòng)的距離為多少？（滑塊始終沒有滑離長(zhǎng)木板）

(3)整個(gè)過程中產(chǎn)生的熱量為多少？

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同步練習(xí)冊(cè)答案