10.如圖甲所示,將一光滑U形豎直金屬框架上段折成水平狀,其中abed在水平面內(nèi),bcfe在豎直面內(nèi),框架寬度為1m,在框架ad與gh間存在一t=0時刻方向豎直向上的磁場,磁感應強度大小B1隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示,ad與gh間的距離為1.5m,豎直框架處于水平向右的勻強磁場中,磁感應強度大小B2=0.5T,豎直框架上有一垂直框架放置的導體棒pq,導體棒被框架上固定的兩托舉金屬部件擋住.已知導體棒質(zhì)量m=0.1kg,其在框架間部分電阻R1=0.5Ω,框架ad段電阻R2=0.5Ω,框架其余部分的電阻不計,重力加速度g=10m/s2.求:

(1)t=0.5s時(導體棒pq靜止),流過導體棒pq的電流方向及大。
(2)t=1.5s時,導體棒pq對托舉部件的壓力大小及0~1.5s時間內(nèi)導體棒pq上產(chǎn)生的熱量.

分析 (1)由于閉合電路的磁通量發(fā)生變化,因此結(jié)合圖象乙可以求出感應電流的大小與方向.
(2)對導體棒pq受力分析,先求出安培力的大小,根據(jù)平衡條件可以得出壓力的大。桓鶕(jù)Q=I2R1t可以求出熱量的大。

解答 解:(1)根據(jù)楞次定律,感應電流方向為由p到q,由法拉第電磁感應定律得感應電動勢為:
E1=$\frac{△{B}_{1}}{△t}$S
代入數(shù)據(jù)得:E1=1.8V
電流為:I=$\frac{{E}_{1}}{{R}_{總}}=\frac{{E}_{1}}{{R}_{1}+{R}_{2}}$=$\frac{1.8V}{1Ω+1Ω}$=1.8A.
(2)假設(shè)導體棒pq一直靜止,根據(jù)法拉第電磁感應定律及楞次定律可知感應電流在0~1.5s時間內(nèi)大小和方向均沒有變化,方向為由p到q
導體棒受到的安培力為:F=B2IL=0.5T×1.8A×1m=0.9N,方向豎直向上
導體棒受到的支持力為:FN=mg-F=0.1Kg×10m/s 2-0.9N=0.1N
根據(jù)牛頓第三定律,導體棒對托舉部件的壓力大小為0.1N
由焦耳定律得0~1.5s時間內(nèi)導體棒pq上產(chǎn)生的熱量為:Q=I2R1t=1(1.8×1.8×0.5×1.5)J=2.43J.
答:(1)t=0.5s時(導體棒pq靜止),流過導體棒pq的電流方向為逆時針及大小為1.8A;
(2)t=1.5s時,導體棒pq對托舉部件的壓力大小及0~1.5s時間內(nèi)導體棒pq上產(chǎn)生的熱量為2.43J.

點評 此題考查產(chǎn)生感應電流的條件以及電流方向的判定,對導體棒pq分析可以得出壓力以及產(chǎn)生的熱量.

練習冊系列答案
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11.如圖所示的三角支架中,MO=40cm,NO=60cm,MN=25cm,在結(jié)點O處掛一個400N的物體,則MO受力大小為640N,NO受力大小為960N(桿的重力不計).

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1.如圖所示,固定在地面上,圓心為O、半徑為R,表面粗糙的半球體;其上方固定一個光滑的$\frac{1}{4}$圓軌道AB,半徑為$\frac{R}{2}$,最高點A與圓心O′等高,底端與半球體頂端相切于B點.質(zhì)量為m的小球從A點由靜止釋放,最后落在水平面上的C點(圖中未畫出),關(guān)于小球通過B點后的運動情況,下列說法正確的是(  )
A.小球從B點沿半球體表面滑至C點
B.小球從B點沿半球體表面滑動一段后拋至C點
C.小球從B點開始做平拋運動至C點
D.O、C之間的距離為$\sqrt{2}$R

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18.如圖所示的裝置可以做許多力學實驗.以下說法正確的是(  )
A.用此裝置“研究勻變速直線運動”時,必須設(shè)法消除小車和滑軌間的摩擦阻力的影響
B.用此裝置探宄“加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實驗中,必須調(diào)整滑輪高度使連接小車的細線與滑軌平行
C.用此裝置探究“加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實驗中,每次增減小車上的砝碼改變質(zhì)量時,必須重新調(diào)節(jié)木板的傾斜度
D.用此裝置驗證動能定理時,需要平衡摩擦力
E.用此裝置做實驗時,應該先接通電源讓打點計時器正常打點后再釋放小車

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5.如圖所示,質(zhì)量為M的斜面體靜置于水平地面上,質(zhì)量為m的小物塊恰好沿斜面勻速下滑.現(xiàn)分別對小物塊進行以下三種操作:
①施加一個沿斜面向下的恒力F;
②施加一個豎直向下的恒力F;
③施加一個垂直斜面向下的恒力F.
則在小物塊后續(xù)的下滑過程中,下列判斷正確的是( 。
A.操作①中小物塊將做勻加速運動
B.操作②中小物塊將做勻加速運動
C.三種操作中斜受到地面的支持力大小均大于(M+m)g
D.三種操作中斜面受到地面摩擦力均為零

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

15.如圖所示,質(zhì)量為1kg的小球穿在固定的直桿上,桿與水平方向成37°角,球與桿間的動摩擦因數(shù)μ=0.5.小球在豎直向上的大小為20N的拉力F作用下,從離桿的下端0.24m處由靜止開始向上運動,經(jīng)過1s撤去拉力,取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:
(1)小球沿桿上滑的加速度大。
(2)小球沿桿上滑的最大距離;
(3)小球從靜止起滑到桿的下端所需的時間.

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2.如圖所示,在傾角θ=37°的粗糙斜面上距離斜面底端L=1m的A處,有一物塊由靜止開始沿斜面下滑到達底端B處,然后在水平面上滑動一段距離到達C處后停止,每隔t=0.2s通過傳感器測得物塊的瞬時速度,下表給出了部分測量數(shù)據(jù).若物塊與各接觸面之間的動摩擦因數(shù)均相等,不計物塊撞擊水平面時的能量損失.
已知g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.求:
t/s0.00.20.41.2
v/(m•s-10.00.40.81.0
(1)物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)μ;
(2)物塊在水平面上滑動的距離x.

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19.如圖所示,虛線a、b、c代表電場中的三個等勢面,相鄰等勢面之間的電勢之差是相等的,實線為一帶電的粒子僅在電場力作用下通過該區(qū)域時的運動軌跡,P、Q是這條軌跡上的兩點.據(jù)此可知(  )
A.三個等勢面中,c的電勢最高
B.帶電質(zhì)點通過P點時的電勢能較Q點小
C.帶電質(zhì)點通過P點時的動能較Q點小
D.帶電質(zhì)點通過P點時的加速度較Q點小

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20.當代物理理論認為:當一個體系的勢能最小時,系統(tǒng)會處于穩(wěn)定平衡狀態(tài),這個規(guī)律稱為“最小勢能原理”.
如圖甲所示,兩個帶正電的小球A、B套在一個傾斜的光滑直桿上,兩球均可視為點電荷,其中A球固定,帶電量QA=2×10-4C,B球的質(zhì)量為m=0.1kg.以A為坐標原點,沿桿向上建立直線坐標系如乙圖,B球的總勢能隨位置x的變化規(guī)律如圖中曲線Ⅰ所示,直線Ⅱ為曲線I的漸近線,P點為曲線Ⅰ的最低點,坐標為(6m、6J),Q點坐標為(2m、10J).甲圖中M點離A點距離為6m.(g取10m/s2,靜電力恒量k=9.0×109N•m2/C2.)
(1)求桿與水平面的夾角θ;
(2)求B球的帶電量QB;
(3)求M點電勢φM;
(4)若B球以Ek0=4J的初動能從M點開始沿桿向上滑動,求B球運動過程中離A球的最近距離及此時B球的加速度.

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