如圖所示為利用電磁作用輸送非導(dǎo)電液體裝置的示意圖．一邊長為L、截面為正方形的塑料管道水平放置，其右端面上有一截面積為A的小噴口，噴口離地的高度為h．管道中有一絕緣活塞．在活塞的中部和上部分別嵌有兩根金屬棒a、b，其中棒b的兩端與一電壓表相連，整個裝置放在豎直向上的勻強磁場中．當(dāng)棒a中通有垂直紙面向里的恒定電流I時，活塞向右勻速推動液體從噴口水平射出，液體落地點離噴口的水平距離為S．若液體的密度為ρ，不計所有阻力，求：
（1）活塞移動的速度；
（2）該裝置的功率；
（3）磁感強度B的大小；
（4）若在實際使用中發(fā)現(xiàn)電壓表的讀數(shù)變小，試分析其可能的原因．
精英家教網(wǎng)
（1）設(shè)液體從噴口水平射出的速度為內(nèi)，活塞移動的速度為v
則 v0=s
g
2h
                                               ①
由 v0A=Vl2                                                ②
所以活塞移動的速度 v=（
A
L2
）v0=
AS
L2
g
2h
．                                   ③
（2）設(shè)裝置功率為P，△t時間內(nèi)有△m質(zhì)量的液體從噴口射出
P△t=
1
2
△m（v02-v2）                               ④
∵流出的水的質(zhì)量為△m=L2v△tρ                                      ⑤
∴P=
1
2
L2vρ（v02-v2）=
Aρ
2
（1-
A2
L4
）v03
所以該裝置的功率為 P=
Aρ(L4-A2) S3
2L4
(
g
2h
)
3
2
．                        ⑥
（3）因為裝置的功率即為安培力的功率，即 P=F安v                                           ⑦
∴
1
2
L2ρv（v02-
A2
L4
v02）=BILv                                 ⑧
所以磁感強度B的大小為 B=
ρ
V20
(L4-A2)  
2IL3
=
ρ(L4-A2)  s2g
4IhL3
．                       ⑨
（4）感應(yīng)電動勢為 U=BLv
∴噴口液體的流量減少，活塞移動速度減小，或磁場變小等會引起電壓表讀數(shù)變�。�
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（1）在利用電磁打點計時器（電磁打點計時器所用電源頻率為50Hz）“驗證機械能守恒定律”的實驗中（ 結(jié)果均保留兩位小數(shù)）
某同學(xué)用圖所示裝置進行實驗，得到如圖所示的紙帶，把第一個點（初速度為零）記作O點，測出點O、A間的距離為68.97cm，點A、C間的距離為15.24cm，點C、E間的距離為16.76cm，已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹?.8m/s2，重錘的質(zhì)量為m=1.0kg，則打點計時器在打O點到C點的這段時間內(nèi)，重錘動能的增加量為
8.00
8.00
J，重力勢能的減少量為
8.25
8.25
J．
利用這個裝置也可以測量重錘下落的加速度a=
9.50
9.50
m/s2．
在實驗中發(fā)現(xiàn)，重錘減小的重力勢能總大于重錘增大的動能，其原因主要是因為在重錘帶著紙帶下落的過程中存在著阻力的作用，用題目中給出的已知量求出重錘下落過程中受到的平均阻力大小為
0.30
0.30
N．

（2）從表中選擇適當(dāng)?shù)钠鞑脑O(shè)計一個電路來測量電流表A1的內(nèi)阻r1，要求盡可能高的測量精度，并能測得多組數(shù)據(jù)．
器材（代號） 規(guī)格
電流表（A1） 量程10mA，待測內(nèi)電阻r1約2Ω
電流表（A2） 量程50 μA，內(nèi)阻r2=750Ω
電壓表（V） 量程15V，內(nèi)阻r3=10kΩ
定值電阻（R1） 阻值R1=35Ω
滑動變阻器（R2） 總電阻值約5Ω
電池（E） 電動勢1.5V，內(nèi)阻不計
開關(guān)S
導(dǎo)線若干
1某同學(xué)設(shè)計了如圖甲、乙所示電路，那么為了滿足題目要求，應(yīng)選擇圖
乙
乙
（選填“甲”或“乙”）．2同學(xué)A按電路圖乙將實物連接成如圖丙所示電路，同學(xué)B在閉合開關(guān)S前檢查發(fā)現(xiàn)有兩處錯誤或不恰當(dāng)?shù)牡胤�，請你指�?!--BA-->
電流表A1正負(fù)接線柱接反了
電流表A1正負(fù)接線柱接反了
_、
滑片P應(yīng)置于最左端
滑片P應(yīng)置于最左端
.3根據(jù)正確的電路選擇，由測量數(shù)據(jù)中的一組計算來r1，則表達式r1=
I2
I1
r2-R1
I2
I1
r2-R1
，式中各符號的意義是
I1、I2為A1、A2示數(shù)，r2為A2內(nèi)阻，R1為定值電阻
I1、I2為A1、A2示數(shù)，r2為A2內(nèi)阻，R1為定值電阻

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（1）在做“研究平拋物體的運動”的實驗中，為了確定小球在不同時刻所通過的位置，實驗時用如圖所示的裝置，先將斜槽軌道的末端調(diào)整水平，在一塊平木板表面釘上復(fù)寫紙和白紙，并將該木板豎直立于槽口附近處．使小球從斜槽上緊靠擋板處由靜止釋放，小球撞到木板并在白紙上留下痕跡A；將木板向遠離槽口平移距離x，再使小球從斜槽上緊靠擋板處由靜止釋放，小球撞在木板上得到痕跡B；又將木板再向遠離槽口平移距離x，小球再從斜槽上緊靠擋板處由靜止釋放，再得到痕跡C．若測得木板每次移動距離x=10.00cm，A、B間距離y1=4.78cm，B、C間距離y2=14.58cm．（g取9.80m/s2）
①根據(jù)以上直接測量的物理量得小球初速度
 
（用題中所給字母表示）．
②小球初速度的測量值為
 
_m/s．（保留兩位有效數(shù)字）
（2）在利用電磁打點計時器（電磁打點計時器所用電源頻率為50Hz）驗證“機械能守恒定律”的實驗中：
①某同學(xué)進行實驗后，得到如圖所示的紙帶，把第一點（初速度為零）記作O點，測出點O、A間的距離為68.97cm，點A、C間的距離為15.24cm，點C、E間的距離為16.76cm，已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹?.8m/s2，重錘的質(zhì)量為m=1.0kg，則打點計時器在打O點到C點的這段時間內(nèi)，重錘動能的增加量為
 
J，重力勢能的減少量為
 
J．
②利用這個裝置也可以測量重錘下落的加速度a=
 
 m/s2．
③在實驗中發(fā)現(xiàn)，重錘減小的重力勢能總大于重錘增大的動能，其原因主要是因為在重錘帶著紙帶下落的過程中存在著阻力的作用，用題目中人出的已知值可求出重錘下落過程中受到的平均阻力大小為
 
N．
精英家教網(wǎng)

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)電磁炮是利用電磁發(fā)射技術(shù)制成的一種先進的動能殺傷武器，它的主要原理如圖所示，把待發(fā)射的炮彈（導(dǎo)體）放置在處于勻強磁場中的兩條平行導(dǎo)軌上，給導(dǎo)軌通以電流，使炮彈作為一個載流導(dǎo)體在磁場的作用下，沿導(dǎo)軌作加速運動（此過程視為勻加速運動），以某一速度發(fā)射出去．1982年澳大利亞國立大學(xué)制成了能把2.2g的彈體（也包括金屬桿EF的質(zhì)量）加速到10km/s的電磁炮，若導(dǎo)軌寬為2m，長為100m，不計摩擦，通過的電流為10A．則：
（1）所加的勻強磁場磁感應(yīng)強度是多少？
（2）發(fā)射炮彈過程中，磁場力的最大功率是多少？

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

（14分）在《探究碰撞中的不變量》實驗中：

（1）甲同學(xué)利用水平放置的氣墊導(dǎo)軌做的實驗，如圖所示，圖中A、B裝置叫   ▲   ，其作用是   ▲   。

（2）乙同學(xué)設(shè)計了一個用打點計時器《探究碰撞中的不變量》的實驗，在小車1的前端粘有橡皮泥，推動小車1使之作勻速運動，然后與原來靜止在前方的小車2相碰并粘合在一起，繼續(xù)作勻速運動，他設(shè)計的具體裝置如圖所示，在小車1后連著紙帶，電磁打點計時器電源頻率50HZ，長木板下墊著小木片用以平衡摩擦力。

①若已得到打點紙帶如圖，并測得各計數(shù)點間距標(biāo)在圖上，A為運動起始的第一點，則應(yīng)選  ▲  段來計算小車1的碰前速度，應(yīng)選取  ▲  段來計算小車1和2碰后共同速度（以上兩格填AB或BC或CD或DE）。碰前小車1的速度vA=   ▲   m/s；碰后小車1和2速度大小vAB=   ▲  m/s。

②已測得小車1的質(zhì)量m1=0.40kg，小車2的質(zhì)量m2=0.20kg；經(jīng)探究后，碰撞前的不變量為__▲_；碰撞后的不變量為____▲___。（用題給字母表示）

 

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：2010年寧波市八校高二下學(xué)期期末聯(lián)考物理試題 題型：實驗題

（14分）在《探究碰撞中的不變量》實驗中：

（1）甲同學(xué)利用水平放置的氣墊導(dǎo)軌做的實驗，如圖所示，圖中A、B裝置叫   ▲   ，其作用是   ▲   。

（2）乙同學(xué)設(shè)計了一個用打點計時器《探究碰撞中的不變量》的實驗，在小車1的前端粘有橡皮泥，推動小車1使之作勻速運動，然后與原來靜止在前方的小車2相碰并粘合在一起，繼續(xù)作勻速運動，他設(shè)計的具體裝置如圖所示，在小車1后連著紙帶，電磁打點計時器電源頻率50HZ，長木板下墊著小木片用以平衡摩擦力。

①若已得到打點紙帶如圖，并測得各計數(shù)點間距標(biāo)在圖上，A為運動起始的第一點，則應(yīng)選  ▲  段來計算小車1的碰前速度，應(yīng)選取  ▲  段來計算小車1和2碰后共同速度（以上兩格填AB或BC或CD或DE）。碰前小車1的速度vA=   ▲   m/s；碰后小車1和2速度大小vAB=   ▲  m/s。

②已測得小車1的質(zhì)量m1=0.40kg，小車2的質(zhì)量m2=0.20kg；經(jīng)探究后，碰撞前的不變量為__▲_；碰撞后的不變量為____▲___。（用題給字母表示）

 

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案