【題目】如圖（甲）所示，一對平行光滑軌道放置在水平面上，兩軌道相距L=1m，兩軌道之間用R=4Ω的電阻連接，一質(zhì)量m=1kg的導(dǎo)體桿與兩軌道垂直，靜止放在軌道上，軌道的電阻可忽略不計．整個裝置處于磁感應(yīng)強度B=4T的勻強磁場中，磁場方向垂直軌道平面向上，現(xiàn)用水平拉力沿軌道方向拉導(dǎo)體桿，拉力F與導(dǎo)體桿運動的位移s間的關(guān)系如圖（乙）所示，當拉力達到最大時，導(dǎo)體桿開始做勻速運動，當位移s=2.5m時撤去拉力，導(dǎo)體桿又滑行了一段距離后停止．已知在拉力F作用過程中，通過電阻R上電量q為1.25C．在滑行的過程中電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為．求：

（1）導(dǎo)體桿運動過程中的最大速度；

（2）拉力F的最大值；

（3）拉力F作用過程中，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱．

【答案】（1）（2）8N（3）5J

【解析】(1)設(shè)金屬棒的電阻為r．棒在拉力F作用過程中，根據(jù)

得：

可見r=R

在滑行s′的過程中電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為 QR=4J，則棒上產(chǎn)生的熱量也為QR=Qr=4J，所以回路中產(chǎn)生的總焦耳熱為Q=QR+Qr=8J

根據(jù)能量守恒得：

解得：vm=4m/s．

(2)桿勻速運動時，所受的安培力為：

由于勻速運動，所以有：

(3)拉力F作用過程中，根據(jù)能量守恒定律得：

則得回路中產(chǎn)生的總焦耳熱量為：

因為R=r，則電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為：

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示是圓盤發(fā)電機的示意圖；銅盤安裝在水平的銅軸上，它的邊緣正好在兩磁極之間，兩塊銅片C、D分別與轉(zhuǎn)動軸和銅盤的邊緣接觸。若銅盤半徑為L，勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B，回路的總電阻為R，從左往右看，銅盤以角速度ω沿順時針方向勻速轉(zhuǎn)動。則 （ ）

A. 由于穿過銅盤的磁通量不變，故回路中無感應(yīng)電流

B. 回路中感應(yīng)電流大小不變，為

C. 回路中有方向不斷變化的感應(yīng)電流

D. 回路中感應(yīng)電流方向不變，為D→C→R→D

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】半徑為 a 的圓形區(qū)域內(nèi)有均勻磁場,磁感強度為，磁場方向垂直紙面向里，半徑為 b 的金屬圓環(huán)與磁場同心地放置，磁場與環(huán)面垂直，其中， ，金屬環(huán)上分別接有燈 L1、L2，兩燈的電阻均為 R = 2Ω．一金屬棒 MN 與金屬環(huán)接觸良好, 金屬棒的電阻為 r = 1 Ω，環(huán)的電阻忽略不計．

（1）若棒以 v0 = 8 m/s 的速率在環(huán)上向右勻速滑動，求棒滑過圓環(huán)直徑 OO′ 的瞬時（如圖所示）MN 間的電壓UMN和流過燈 L1 的電流I1；

（2）撤去中間的金屬棒 MN，將右面的半圓環(huán) OL2O′以OO′為軸向上翻轉(zhuǎn) 90°，若此時磁場隨時間均勻變化，其變化率為，求L1的功率P1．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖為驗證機械能守恒定律的實驗中，質(zhì)量m=1kg的重物自由下落，在紙帶上打出了一系列的點，如圖所示，相鄰記數(shù)點間的時間間隔為0.04s，長度單位是cm，g取9.8m/s2．則：

（1）在該實驗中，下面敘述正確的是（______）

A．應(yīng)用天平稱出重物的質(zhì)量

B．應(yīng)當選用點跡清晰，第一、二兩點距離約2mm的紙帶進行測量

C．操作時應(yīng)先放紙帶，后接通電源

D．打點計時器應(yīng)接在直流電源上

（2）驗證機械能守恒定律的實驗步驟有：

①把打點計時器安裝在鐵架臺上，用導(dǎo)線將學(xué)生電源和打點計時器接好。

②重復(fù)上一步的過程，打三到五條紙帶。

③把紙帶的一端用夾子固定在重錘上，另一端穿過打點計時器的限位孔，用手豎直提起紙帶，使重錘�？吭诖螯c計時器附近。

④用公式，計算出各點的瞬時速度v1、v2、v3、……并記錄在表格中。

⑤接通電源，待計時器打點穩(wěn)定后再松開紙帶，讓重錘自由下落，打點計時器在紙帶上打出一系列的點。

⑥計算各點的重力勢能的減少量mghn和動能的增加量，并進行比較，看是否相等，將數(shù)值填入表格內(nèi)。

⑦選擇一條點跡清晰的紙帶，在起始點標上O，以后各點依次為1、2、3、……用刻度尺測量對應(yīng)下落的高度h1、h2、h3、……記入表格中。上述步驟合理的順序應(yīng)該是______________________。

（3）從打出的紙帶中選出符合要求的紙帶，如圖所示（其中一段紙帶圖中未畫出）。圖中O點為打出的起始點，且速度為零。選取在紙帶上打出的點A、B、C、D作為計數(shù)點，并測出A、B、C、D點距起始點O的距離如圖所示。由此可計算出物體下落到B點時勢能的變化量ΔEP=_____J（保留三位有效數(shù)字），動能的增加量ΔEk=_____J（保留三位有效數(shù)字）。

（4）該同學(xué)利用自己在做該實驗時打出的紙帶，測量出了各計數(shù)點到打點計時器打下的第一個點的距離h，算出了各計數(shù)點對應(yīng)的速度v，以h為橫軸，以v2為縱軸畫出了如圖的圖線。若圖線的斜率為k， 則可知當?shù)氐闹亓铀俚谋磉_式為_____，圖線不經(jīng)過原點的可能原因是_____________________。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】用質(zhì)量為m、總電阻為R的導(dǎo)線做成邊長為l的正方形線框MNPQ，并將其放在光滑的平行絕緣的傾斜軌道上，軌道的傾角為θ，平行導(dǎo)軌的間距也為l，如圖所示．在導(dǎo)軌的下端有一寬度為l（即ab=l）、磁感應(yīng)強度為B的有界勻強磁場，磁場的邊界aa′、bb′垂直于導(dǎo)軌，磁場的方向與線框平面垂直．把線框從靜止狀態(tài)釋放，線框恰好能夠勻速地穿過磁場區(qū)域．若當?shù)氐闹亓铀俣葹?/span>g，求：

（1）線框進入磁場時的運動速度和離開磁場時感應(yīng)電流的方向；

（2）線框MN邊運動到aa′的過程中通過線框?qū)Ь�橫截面的的電荷量；

（3）穿過磁場的過程中，線框中所產(chǎn)生的熱量Q．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，50匝矩形閉合導(dǎo)線框ABCD處于磁感應(yīng)強度大小的水平勻強磁場中，線框面積，線框電阻不計。線框繞垂直于磁場的軸OO＇以角速度=200rad/s勻速轉(zhuǎn)動，并與理想變壓器原線圈相連，副線圈線接入一只“220V，60W”燈泡，且燈泡正常發(fā)光，熔斷器允許通過的最大電流為10A,下列說法正確的是（ )

A. 圖示位置穿過線框的磁通置為零

B. 線框中產(chǎn)生交變電壓的有效值為

C. 變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為25:11

D. 變壓器輸出端最多能并聯(lián)80只60瓦的燈泡

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】宇宙中兩顆相距較近的天體稱為“雙星”，它們以二者連線上的某一點為圓心做勻速圓周運動，而不至因為萬有引力的作用而吸引到一起.如圖所示，某雙星系統(tǒng)中A、B兩顆天體繞0點做勻速圓周運動，它們的軌道半徑之比rA：rB=l：2，則兩顆天體的( )

A. 質(zhì)量之比mA：mB=2：1

B. 角速度之比的ωA：ωB=1：2

C. 線速度大小之比vA：vB=2：1

D. 向心力大小之比FA：FB=2：1

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，光滑固定斜面傾角為，斜面上有兩個完全相同的正方形線框、用細線連接， 通過平行于斜面的細線繞過斜面頂端的定滑輪與一重物相連接，開始重物固定，線框處于靜止，斜面上水平虛線MN上方有垂直于斜面向下的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B，線框的邊長為L，線框間連線長及線框最上邊到MN的距離也L，釋放重物，使重物帶動線框沿斜面向上運動，兩個線框的質(zhì)量均為，每個線框的電阻均為，重物的質(zhì)量為2m，虛線上方的斜面足夠長，重物離地面足夠高，線框運動過程中，上邊始終與MN平行，重力加速度為，當線框剛好完全進人磁場的一瞬間，重物的加速為零，求：

(1)線框上邊剛進人磁場時，重物的加速度多大?

(2)線框進人磁場的過程中，線框通過截面的電量及線框中產(chǎn)生的焦耳熱分別為多大?

(3)如果線框Q進入磁場的過程所用的時間為，則線框Q剛好完全進入磁場時的速度多大?

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在如下所示的A、B、C、D四圖中，滑輪本身的重力忽略不計，滑輪的軸O安裝在一根輕木桿P上，一根輕繩ab繞過滑輪，a端固定在墻上，b端下面掛一個質(zhì)量都是m的重物，當滑輪和重物都靜止不動時，A、C、D圖中桿P與豎直方向夾角均為θ，圖B中桿P在豎直方向上，假設(shè)A、B、C、D四圖中滑輪受到木桿彈力的大小依次為FA、FB、FC、FD，則以下判斷中正確的是

A. FA=FB= FC=FD B. FD＞FA=FB＞FC

C. FA= FC=FD＞FB D. FC＞FA=FB＞FD

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案