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【題目】如圖所示,兩根足夠長的固定平行金屬導軌位于同一水平面內,導軌間的距離為L,導軌上橫放著兩根導體棒ab和cd.設兩根導體棒的質量皆為m,電阻皆為R,導軌光滑且電阻不計,在整個導軌平面內都有豎直向上的勻強磁場,磁感強度為B.開始時ab和cd兩導體棒有方向相反的水平初速,初速大小分別為V0和2V0 , 求:

(1)從開始到最終穩(wěn)定回路中產生的焦耳熱.
(2)當ab棒向右運動,速度大小變?yōu)? 時,回路中消耗的電功率的值.

【答案】
(1)解:從開始到最終穩(wěn)定的過程中,兩棒總動量守恒,則有:

2mv0﹣mv0=2mv

解得:v=

由能量守恒可得從開始到最終穩(wěn)定回路中產生的焦耳熱為:

Q= mv02+ m(2v02 (2m)v2= mv02

答:從開始到最終穩(wěn)定回路中產生的焦耳熱是 mv02


(2)解:當ab棒的速度大小是 且方向向右時,設cd棒的速度是v1,根據動量守恒得:

2mv0﹣mv0=mv1+m

解得:v1=

此時回路中的總電動勢:E1=BL( )= BLv0

則消耗的電功率為:P1= =

答:當ab棒的速度大小是 且方向向右時,消耗的電功率為


【解析】由于ab、cd兩導體棒切割磁感線,回路中產生感應電流.它們在安培力得作用下做減速運動,當ab減速為零時,cd棒仍在向右運動,以后cd棒繼續(xù)減速,而ab棒反向加速,直到兩棒達到共同速度后,回路中無感應電流,兩棒以相同的速度v做勻速運動.(1)據兩棒總動量守恒和能量守恒求解從開始到最終穩(wěn)定回路中產生的焦耳熱.(2)當ab棒向右運動,速度大小變?yōu)? 時,根據動量守恒定律和法拉第電磁感應定律求解.
【考點精析】通過靈活運用動量守恒定律,掌握動量守恒定律成立的條件:系統(tǒng)不受外力或系統(tǒng)所受外力的合力為零;系統(tǒng)所受的外力的合力雖不為零,但系統(tǒng)外力比內力小得多;系統(tǒng)所受外力的合力雖不為零,但在某個方向上的分量為零,則在該方向上系統(tǒng)的總動量的分量保持不變即可以解答此題.

練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】狄拉克曾經預言,自然界應該存在只有一個磁極的磁單極子,其周圍磁感線呈均勻輻射狀分布(如圖甲所示),距離它r處的磁感應強度大小為B= (k為常數(shù)),其磁場分布與負點電荷Q的電場(如圖乙所示)分布相似.現(xiàn)假設磁單極子S和負點電荷Q均固定,有帶電小球分別在S極和Q附近做勻速圓周運動.則關于小球做勻速圓周運動的判斷不正確的是( )

A.若小球帶正電,其運動軌跡平面可在S的正上方,如圖甲所示
B.若小球帶負電,其運動軌跡平面可在Q的正下方,如圖乙所示
C.若小球帶負電,其運動軌跡平面可在S的正上方,如圖甲所示
D.若小球帶正電,其運動軌跡平面可在Q的正下方,如圖乙所示

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖甲所示,一個輕質彈簧右端固定在傳感器上,傳感器與電腦相連.當對彈簧的左端施加變化的水平拉力時,在電腦上得到了彈簧形變量x與彈簧彈力大小F的關系圖象(如圖乙),彈簧始終在彈性限度內.則下列判斷正確的是( )

A.彈簧產生的彈力和彈簧的長度成正比
B.彈簧長度的變化量與對應的彈力變化量成正比
C.該彈簧的勁度系數(shù)是
D.當對彈簧的左端施加水平壓力時,彈簧勁度系數(shù)不變

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,其中電流表A的量程為0.06A,表盤均勻劃分為30個小格,每一小格表示0.02A;R1的阻值等于電流表內阻的 ;R2的阻值等于電流表內阻的2倍,若用電流表A的表盤刻度表示流過接線柱1的電流值,則下列分析正確的是( )

A.將接線柱1、2接入電路時,每一小格表示0.04A
B.將接線柱1、2接入電路時,每一小格表示0.06A
C.將接線柱1、3接入電路時,每一小格表示0.06A
D.將接線柱1、3接入電路時,每一小格表示0.01A

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在測定一節(jié)干電池的電動勢和內電阻的實驗中,備有下列器材:
A.干電池E(電動勢約為1.5V、內電阻大約為1.0Ω)
B.電壓表V(0~15V)
C.電流表A(0~0.6A、內阻0.1Ω)
D.電流表G(滿偏電流3mA、內阻Rg=10Ω)
E.滑動變阻器R1(0~10Ω、10A)
F.滑動變阻器R2(0~100Ω、1A)
G.定值電阻R3=990Ω
H.開關、導線若干
(1)為了方便且能較準確地進行測量,其中應選用的滑動變阻器是(填寫“R1”或“R2”);
(2)請在線框內畫出你所設計的實驗電路圖,并在圖中標上所選用器材的符號
(3)圖示為某一同學根據他設計的實驗,繪出的I1﹣I2圖線(I1為電流表G的示數(shù),I2為電流表A的示數(shù)),由圖線可求得被測電池的電動勢E=V,內電阻r=Ω.

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【題目】1831年法拉第把兩個線圈繞在一個鐵環(huán)上,A 線圈與電源、滑動變阻器R組成一個回路,B線圈與開關S、電流表G組成另一個回路(如圖所示).通過多次實驗,法拉第終于總結出產生感應電流的條件.關于該實驗下列說法正確的是( )

A.閉合開關S的瞬間,電流表G中有a→b 的感應電流
B.閉合與斷開開關S的瞬間,電流表G中都沒有感應電流
C.閉合開關S后,在增大電阻R的過程中,電流表G中有a→b的感應電流
D.閉合開關S后,在減少電阻R的過程中,電流表G中有b→a 的感應電流

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【題目】直升機懸停在空中向地面投放裝有救災物資的箱子,如圖所示。設投放初速度為零,箱子所受的空氣阻力與箱子下落速度的平方成正比,且運動過程中箱子始終保持圖示姿態(tài)。在箱子下落過程中,下列說法正確的是(

A. 箱內物體對箱子底部始終沒有壓力

B. 箱子剛從飛機上投下時,箱內物體受到的支持力最大

C. 箱子接近地面時,箱內物體受到的支持力比剛投下時大

D. 若下落距離足夠長,箱內物體有可能不受底部支持力而飄起來

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【題目】如圖所示,足夠大的光滑絕緣水平面上有兩個帶正電的小球,A球的電荷量是B球的兩倍,A對B的庫侖力大小為F1 , B對A的庫侖力大小為F2 . 兩小球從圖示位置由靜止釋放后( )

A.F1、F2保持不變,且F1=F2
B.F1、F2保持不變,且F1=2F2
C.F1、F2逐漸減小,且F1=F2
D.F1、F2逐漸減小,且F2=2F1

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在磁場中某一點,已經測出一段0.5cm長的導線通過0.01A電流時,受到的磁場作用力為5×106N,則關于該點磁感應強度的下列說法,正確的是( )
A.磁感應強度大小一定是0.1T
B.磁感應強度大小一定不小于0.1T
C.磁感應強度大小一定不大于0.1T
D.磁感應強度的方向即為導線所受磁場力的方向

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