14.如圖所示,寬度為L=0.30m的足夠長的平行光滑金屬導(dǎo)軌固定在絕緣水平桌面上,導(dǎo)軌的一端連接阻值為R=0.8Ω的電阻.一根質(zhì)量為m=10g,電阻r=0.2Ω的導(dǎo)體棒ab垂直放在導(dǎo)軌上并與導(dǎo)軌接觸良好.平行于導(dǎo)體棒ab的虛線cd右側(cè)有垂直于桌面向上的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.50T.現(xiàn)用平行于導(dǎo)軌的輕質(zhì)細(xì)線連接導(dǎo)體棒ab,繞過光滑定滑輪掛一個(gè)鉤碼.將鉤碼從圖示位置由靜止釋放,當(dāng)ab經(jīng)過cd時(shí),鉤碼距地面的高度為h=0.3m,ab進(jìn)入磁場后恰好以v=10m/s的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng).導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì),取g=10m/s2. 求:
(1)導(dǎo)體棒ab在磁場中勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),兩端的電壓Uab;
(2)鉤碼的重力大;
(3)導(dǎo)體棒在磁場中運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過程中,電阻R產(chǎn)生的熱量.

分析 (1)根據(jù)切割感應(yīng)電動(dòng)勢與閉合電路歐姆定律,即可求解;
(2)根據(jù)安培力與拉力平衡,即可求解;
(3)根據(jù)焦耳定律與能量守恒定律,即可求解.

解答 解:(1)感應(yīng)電動(dòng)勢為:E=BLv,
感應(yīng)電流:I=$\frac{E}{R+r}$,
ab兩端的電壓:Uab=IR,
代入數(shù)據(jù)解得:Uab=1.2V;
(2)導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng),安培力與拉力平衡,則有:
BIL=G,
代入數(shù)據(jù)解得:G=0.225N;
(3)ab棒勻速運(yùn)動(dòng)過程,由能量守恒定律得:Q1=Gh,
ab棒減速過程,由能量守恒定律得:Q2=$\frac{1}{2}$mv2,
電阻R上產(chǎn)生的熱量:QR=$\frac{R}{R+r}$(Q1+Q2),
代入數(shù)據(jù)解得:QR=0.454J;
答:(1)導(dǎo)體棒ab在磁場中勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),兩端的電壓Uab為1.2V;
(2)鉤碼的重力大小為0.225N;
(3)導(dǎo)體棒在磁場中運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過程中,電阻R產(chǎn)生的熱量為0.454J.

點(diǎn)評(píng) 考查法拉第電磁感應(yīng)定律、受力平衡的條件、焦耳定律與能量守恒定律等規(guī)律的應(yīng)用,注意電阻的熱量求法.

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:選擇題

17.下列說法正確的是( 。
A.可見光是一種頻率低于X射線的電磁波
B.變化的電場一定能產(chǎn)生變化的磁場
C.振蕩電路的頻率越低,向外發(fā)射電磁波的本領(lǐng)越大
D.愛因斯坦提出:對(duì)不同的慣性系,物理規(guī)律(包括力學(xué)的和電磁學(xué)的)是不一樣的

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

5.光導(dǎo)纖維被認(rèn)為是20世紀(jì)最偉大的發(fā)明之一,2009年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授予被譽(yù)為“光纖之父”的華裔科學(xué)家高錕,以下關(guān)于光導(dǎo)纖維的說法中正確的是( 。
A.內(nèi)芯的折射率比外套的小,光傳播時(shí)在外套與空氣的界面上發(fā)生全反射
B.內(nèi)芯的折射率比外套的小,光傳播時(shí)在內(nèi)芯與外套的界面上發(fā)生全反射
C.內(nèi)芯的折射率比外套的大,光傳播時(shí)在外套與空氣的界面上發(fā)生全反射
D.內(nèi)芯的折射率比外套的大,光傳播時(shí)在內(nèi)芯與外套的界面上發(fā)生全反射

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

2.如圖所示,某人從東向西沿直線騎行自行車,自行車把為直把、金屬材質(zhì),帶絕緣把套,車把長度為L,始終保持水平.假設(shè)自行車的速度方向始終保持水平、速率為v保持不變,只考慮自行車在地磁場中的電磁感應(yīng)現(xiàn)象,該處地磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度的水平分量大小為B1,方向由南向北,豎直分量大小為B2,方向豎直向下.下列結(jié)論正確的是(  )
A.圖示位置輻條A點(diǎn)電勢比B點(diǎn)電勢高
B.圖示位置輻條中有從A向B的感應(yīng)電流
C.自行車車把左端的電勢比右端的電勢高B1Lv
D.若自行車在路口右拐,改為南北騎向,則車把兩端的電勢差保持不變

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科目:高中物理 來源: 題型:填空題

9.某研究性學(xué)習(xí)小組為了制作一種傳感器,需要選用某一電器元件,該電器元件的伏安特性曲線如圖a所示.

(1)由該電器元件的伏安特性曲線可知,該電器元件的阻值隨兩端的電壓升高而減。ㄟx填“增大”、“不變”或“減”).
(2)學(xué)習(xí)小組成員還發(fā)現(xiàn)該電器元件的電阻率隨溫度的升髙而減小,從而設(shè)計(jì)了一個(gè)火警報(bào)警器電路,如圖b所示.圖中R2為用該電器元件制成的傳感器,電流表為值班室的顯示器,電源兩極之間接一報(bào)警器.當(dāng)傳感器R2所在處出現(xiàn)火情時(shí),顯示器的電流I、報(bào)警器兩端的電壓V的變化情況是D(填選項(xiàng)前的字母代號(hào))
A.I變大,U變大           B.I變大,U變小           C.I變小,U變大             D.I變小,U變小.

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

19.一理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為10:1,原線圈輸入電壓的變化規(guī)律如圖甲所示,副線圈所接電路如圖乙所示,P為滑動(dòng)變阻器的觸頭,下列說法正確的是( 。
A.副線圈輸出電壓的有效值為3lV
B.副線圈輸出電壓的頻率為50Hz
C.P向右移動(dòng)時(shí),原、副線圈的電流都增大
D.P向右移動(dòng)時(shí),變壓器的輸出功率增加

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

6.某同學(xué)利用如圖甲所示的裝置做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)”,在本實(shí)驗(yàn)中:
(1)現(xiàn)有器材:打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、學(xué)生電源、鐵架臺(tái)(包括鐵夾)、紙帶、附夾子的重錘、刻度尺、秒表、導(dǎo)線若干和開關(guān),其中此實(shí)驗(yàn)不需要使用的器材是秒表.
(2)若甲、乙丙三位同學(xué)分別用同一裝置打出三條紙帶,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)時(shí)間間隔為0.02s,兩處各自紙帶上第1、2兩點(diǎn)間的距離分別為0.17cm、0.19cm、0.22cm,可以看出其中有一位同學(xué)在操作上有錯(cuò)誤,操作錯(cuò)誤的同學(xué)是丙.
(3)若實(shí)驗(yàn)中所用重錘的質(zhì)量為m=0.2kg,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率為50Hz,正確操作如圖乙所示,O點(diǎn)對(duì)應(yīng)重錘開始下落的時(shí)刻,另選連續(xù)的三個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)A、B、C作為測量的點(diǎn),圖中的數(shù)據(jù)分別為計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、C到起始點(diǎn)O的距離,取重力加速度g=9.8m/s2,則打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在打B點(diǎn)時(shí),重錘的速度大小是3.0m/s,重錘的動(dòng)能為0.90J,從初始位置O到打下計(jì)數(shù)點(diǎn)B的過程中,重錘的重力勢能的減少量為0.92J(結(jié)構(gòu)保留兩位有效數(shù)字).
(4)在圖乙所示的紙帶基礎(chǔ)上,某同學(xué)又選取了多個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),并測出了各計(jì)數(shù)點(diǎn)到第一個(gè)點(diǎn)O的距離h,
算出了各計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的速度v,并作v2-h圖象,若描點(diǎn)得出的直線斜率為k,則可測出重力加速度g=$\frac{k}{2}$.(用k表示)與真實(shí)值相比,測出的g值偏小.(選填“偏小”或“偏大”或“相同”)

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

3.一質(zhì)量為1kg的質(zhì)點(diǎn)靜止于光滑水平面上,從t=0時(shí)起,第1秒受到1N的水平外力作用,第2秒內(nèi)受到同方向的2N的外力作用,下列判斷正確的是( 。
A.1s末速度為2m/sB.第1秒內(nèi)外力的平均功率是0.5W
C.第1.5秒末外力的瞬時(shí)功率4WD.0.2s內(nèi)外力所做的功是4.5J

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

4.據(jù)報(bào)道,我國數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星“天鏈一號(hào)01星”于2008年4月25日在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空,經(jīng)過4次變軌控制后,于5月1日成功定點(diǎn)在東經(jīng)77°赤道上空的同步軌道.關(guān)于定點(diǎn)后的“天鏈一號(hào)01星”,下列說法正確的是( 。
A.它始終處于靜止平衡狀態(tài)
B.離地面高度一定,相對(duì)地面靜止
C.向心加速度比第一宇宙速度圍繞地球運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星的向心加速度小
D.“天鏈一號(hào)01星”質(zhì)量與其它同步衛(wèi)星質(zhì)量可能相等,也可能不等

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