【題目】如圖所示,MNPQ是兩條足夠長(zhǎng)的光滑平行導(dǎo)軌,間距L=0.5m,電阻不計(jì),導(dǎo)軌所在的平面與豎直面的夾角為θ=60°,導(dǎo)軌上端MP與水平面內(nèi)的直流電路相連,導(dǎo)軌所在的空間有垂直導(dǎo)軌平面向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2T。電路中電池電動(dòng)勢(shì)E=6v,內(nèi)阻r=1Ω,電阻R=4Ω。將單刀三擲開關(guān)k(b點(diǎn)為空檔)擲于a點(diǎn)后,將一根長(zhǎng)度等于導(dǎo)軌間距、質(zhì)量m=0.4kg的直導(dǎo)棒垂直放在導(dǎo)軌上,導(dǎo)棒恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)。重力加速度g=10m/s2。求:

(1)直導(dǎo)棒的電阻;

(2)將開關(guān)ka點(diǎn)改擲于b點(diǎn),經(jīng)過(guò)3s再將開關(guān)k擲于c點(diǎn),電阻R所消耗電功率的最大值和最小值。

【答案】(1) (2)

【解析】(1)設(shè)棒的電阻為R1,由平衡條件得

E=I(R1+r)

解得 R1=2Ω

(2)開關(guān)k擲于b后電路斷開,導(dǎo)棒做初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng),產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)但無(wú)電流,設(shè)導(dǎo)棒加速度為a1,經(jīng)過(guò)3s時(shí)速度為v1

mgcos60°= ma1

v1a1t

設(shè)k擲于c點(diǎn)瞬間棒的電流為I1,所受安培力為F1,如圖b所示

BLv1I1(R+R1)

F1BI1L

解得F1=2.5N

因?yàn)?/span>F1>mgcos60°,所以k2閉合后棒將做減速運(yùn)動(dòng),感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、感應(yīng)電流和所受安培力都將減小。當(dāng)安培力的大小減小到F2mgcos60°=2N時(shí),棒將做勻速運(yùn)動(dòng),設(shè)此時(shí)棒的電流為I2 。分析可知,k2閉合瞬間R消耗的電功率最大,棒勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)R消耗的電功率最小。

P最大I12R=25W

BI2Lmgcos60°

P最小I22R=16W

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,在0≤x≤2L的區(qū)域內(nèi)存在著勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向垂直于xy坐標(biāo)系平面(紙面)向里。具有一定電阻的矩形線框abcd位于xy坐標(biāo)系平面內(nèi),線框的ab邊與y軸重合,bc邊長(zhǎng)為L。設(shè)線框從t=0時(shí)刻起在外力作用下由靜止開始沿x軸正方向做勻加速運(yùn)動(dòng),則線框中的感應(yīng)電流i(取逆時(shí)針?lè)较虻碾娏鳛檎?/span>)隨時(shí)間t變化的函數(shù)圖象可能是圖中的 ( )

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,一質(zhì)量為m的小球,用長(zhǎng)為l的輕繩懸掛于O點(diǎn),初始時(shí)刻小球靜止于P點(diǎn),第一次小球在水平拉力F作用下,從P點(diǎn)緩慢地移動(dòng)到Q點(diǎn),此時(shí)輕繩與豎直方向夾角為θ,張力大小為T,下列說(shuō)法中正確的是不計(jì)空氣阻力,重力加速度為g)(  )

A. 拉力F先增大后減小

B. 輕繩的張力逐漸減小

C. 最終水平拉力,繩子拉力

D. 整個(gè)過(guò)程中,水平拉力F所做的功為

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖,一光滑的輕滑輪用細(xì)繩OO’懸掛于O點(diǎn);另一細(xì)繩跨過(guò)滑輪,其一端懸掛物塊a,另一端系一位于水平粗糙桌面上的物塊b。外力F向右上方拉b,與水平桌面夾角為θ,整個(gè)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)。若F大小不變,θ變小,物塊b仍始終保持靜止,則

A. OO’的拉力變大

B. 物塊b受的摩擦力一定變大

C. 物塊b對(duì)桌面的壓力一定變大

D. 桌面對(duì)b的支持力和摩擦力的合力保持不變

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】電飯鍋工作時(shí)有兩種狀態(tài):一種是鍋內(nèi)水燒干前的加熱狀態(tài),另一種是鍋內(nèi)水燒干后保溫狀態(tài),如圖所示是電飯鍋電路原理示意圖,K是感溫材料制造的開關(guān)。下列說(shuō)法中正確的是(

A. 其中R2是供加熱用的電阻絲

B. 當(dāng)開關(guān)S接通時(shí)電飯鍋為加熱狀態(tài),S斷開時(shí)為保溫狀態(tài)

C. 要使R2在保溫狀態(tài)時(shí)的功率為加熱狀態(tài)的一半,R1/R2應(yīng)為21

D. 要使R2在保溫狀態(tài)時(shí)的功率為加熱狀態(tài)時(shí)一半,R1/R2應(yīng)為(-1:1

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】有個(gè)演示實(shí)驗(yàn),在上下面都是金屬板的玻璃盒內(nèi),放了許多錫箔紙揉成的小球,當(dāng)上下板間加上電壓后,小球就上下不停地跳動(dòng).現(xiàn)取以下簡(jiǎn)化模型進(jìn)行定量研究.

如圖所示,電容量為C的平行板電容器的極板A和B水平放置,相距為d,與電動(dòng)勢(shì)為ε、內(nèi)阻可不計(jì)的電源相連.設(shè)兩板之間只有一個(gè)質(zhì)量為m的導(dǎo)電小球,小球可視為質(zhì)點(diǎn).已知:若小球與極板發(fā)生碰撞,則碰撞后小球的速度立即變?yōu)榱,帶電狀態(tài)也立即改變,改變后,小球所帶電荷符號(hào)與該極板相同,電量為極板電量的α倍(α<<1).不計(jì)帶電小球?qū)O板間勻強(qiáng)電場(chǎng)的影響.重力加速度為g.

(1)欲使小球能夠不斷地在兩板間上下往返運(yùn)動(dòng),電動(dòng)勢(shì)ε至少應(yīng)大于多少?

(2)設(shè)上述條件已滿足,在較長(zhǎng)的時(shí)間間隔T內(nèi)小球做了很多次往返運(yùn)動(dòng).求在T時(shí)間內(nèi)小球往返運(yùn)動(dòng)的次數(shù)以及通過(guò)電源的總電量.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,將質(zhì)量為m的滑塊放在傾角為的固定斜面上;瑝K與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為。若滑塊與斜面之間的最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力大小相等,則 ( )

A. 將滑塊由靜止釋放,如果>tan,滑塊將下滑

B. 給滑塊沿斜面向下的初速度,如果<tan,滑塊將減速下滑

C. 用平行于斜面向上的力拉滑塊向上勻速滑動(dòng),如果=tan,拉力大小應(yīng)是2mgsin

D. 用平行于斜面向下的力拉滑塊向下勻速滑動(dòng),如果=tan,拉力大小應(yīng)是mgsin

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】為判斷線圈繞向,可將靈敏電流計(jì)G與線圈L連接,如圖所示,已知線圈由a端開始繞至b端,當(dāng)電流從電流計(jì)G左端流入時(shí),指針向左偏轉(zhuǎn).

(1)將磁鐵N極向下,從線圈L中向上抽出時(shí),發(fā)現(xiàn)指針向左偏轉(zhuǎn),俯視線圈,其繞向?yàn)?/span>_____(填:“順時(shí)針”或“逆時(shí)針”).

(2)當(dāng)條形磁鐵從圖示中的虛線位置向右遠(yuǎn)離L時(shí),指針向右偏轉(zhuǎn),俯視線圈,其繞向?yàn)?/span>_____(填:“順時(shí)針”或“逆時(shí)針”).

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】某實(shí)驗(yàn)小組采用如圖所示的裝置探究功與速度變化的關(guān)系,小車在橡皮筋的作用下彈出后,沿木板滑行。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作頻率為50Hz

1)實(shí)驗(yàn)中木板略微傾斜,這樣做_________

A.是為了使釋放小車后,小車能勻加速下滑

B.是為了增大小車下滑的加速度

C.可使得橡皮筋做的功等于合力對(duì)小車做的功

D.可使得橡皮筋松弛后小車做勻速運(yùn)動(dòng)

2)實(shí)驗(yàn)中先后用同樣的橡皮筋1條、2條、3合并起來(lái)掛在小車的前端進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn),每次都要把小車?yán)酵晃恢迷籴尫。把?/span>1次只掛1條橡皮筋時(shí)橡皮筋對(duì)小車做的功記為W1,第二次掛2條橡皮筋時(shí)橡皮筋對(duì)小車做的功為2W1橡皮筋對(duì)小車做功后而使小車獲得的速度可由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶測(cè)出。根據(jù)第四次的紙帶(如圖所示)求得小車獲得的速度為____m/s。(保留三位有效數(shù)字)

3)若根據(jù)多次測(cè)量數(shù)據(jù)畫出的W-v圖象如圖所示,根據(jù)圖線形狀,可知對(duì)Wv的關(guān)系符合實(shí)際的是圖_______。

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