【題目】兩根固定在水平面上的光滑平行金屬導(dǎo)軌MNPQ,一端接有阻值為R=4Ω的電阻,處于豎直向下的勻強磁場中,在導(dǎo)軌上垂直導(dǎo)軌跨放質(zhì)量m=0.5kg的金屬桿ab,其電阻為r=1Ω,導(dǎo)軌足夠長且電阻不計,跨過滑輪的輕繩一端與金屬桿中點相連,另一端懸掛M=1.5kg的重物,重物與地面的距離h=1m,現(xiàn)從靜止釋放重物,運動過程中與導(dǎo)軌接觸良好并保持垂直,重物落地時速度達到v=3m/s,求:

1)通過電阻R的電流方向(MPPM);

2)重物從開始釋放到落地的過程中,R上產(chǎn)生的熱量;

3)重物落地后,R上還能產(chǎn)生多少熱量?

【答案】1MP24.8J31.8J

【解析】

1)根據(jù)右手定則可知,產(chǎn)生的電流俯視為逆時針方向,即從MP方向;

2)根據(jù)能量守恒定律,Mgh-,

根據(jù)焦耳定律可得:QR=I2Rt,Qr=I2rt,

QR+Qr=Q,所以QR=;

代入題中數(shù)據(jù)可得:QR=4.8J

3)重物落地后,金屬棒的速度為3m/s,在光滑水平軌道上做減速運動到停止,

所以動能轉(zhuǎn)化為熱量:Q′=,

根據(jù)焦耳定律可得:QR=I2RtQr′=I′2rt,

QR′+Qr′=Q,QR=

代入數(shù)據(jù)可得:QR=1.8J

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,絕緣水平面內(nèi)固定有一間距d=1 m、電阻不計的足夠長光滑矩形導(dǎo)軌AKDC,導(dǎo)軌兩端接有阻值分別為R1=3 Ω和R2=6Ω的定值電阻。矩形區(qū)域AKFE、NMCD范圍內(nèi)均有方向豎直向下、磁感應(yīng)強度大小B=lT的勻強磁場I和Ⅱ。一質(zhì)量m=0.2 kg.電阻r=l Ω的導(dǎo)體棒ab垂直放在導(dǎo)軌上AK與EF之間某處,在方向水平向右、大小F0 =2 N的恒力作用下由靜止開始運動,剛要到達EF時導(dǎo)體棒ab的速度大小v1=3 m/s,導(dǎo)體棒ab進入磁場Ⅱ后,導(dǎo)體棒ab中通過的電流始終保持不變。導(dǎo)體棒ab在運動過程中始終保持與導(dǎo)軌垂直且接觸良好,空氣阻力不計。

(1)求導(dǎo)體棒ab剛要到達EF時的加速度大小a,;

(2)求兩磁場邊界EF和MN之間的距離L;

(3)若在導(dǎo)體棒ab剛要到達MN時將恒力F0撤去,求導(dǎo)體棒ab能繼續(xù)滑行的距離s以及滑行該距離s

的過程中整個回路產(chǎn)生的焦耳熱Q。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,一個質(zhì)量為1.0×10-4kg的帶電小球,穿過一根光滑的絕緣桿,置于場強為2.0×102N/C的水平向右的勻強電場中,桿與水平面夾角為37°.小球剛好勻速下滑,問:

(1)小球帶的電量為多少?

(2)桿上A、B兩點相距10cm,小球由A運動至B電場力所做的功多大?A、B兩點的電勢差UAB為多大?(sin37°=0.6,cos37°=0.8)

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖,電阻R和自感線圈L的電阻均比電燈D的小。接通S,使電路達到穩(wěn)定,電燈D發(fā)光,則:

A. 在電路甲中,斷開S,電燈D將馬上變暗

B. 在電路甲中,斷開S,電燈D將先變得更亮,然后漸漸變暗

C. 在電路乙中,斷開S,電燈D將漸漸變暗

D. 在電路乙中,斷開S,電燈D將先變得更亮,然后漸漸變暗

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,當條形磁鐵N極插入線圈時,靈敏電流計指針向左偏。

1)仍使靈敏電流計指針向左偏轉(zhuǎn)的操作有______

AN極插入線圈后拔出時 BS極插入線圈CS極插入線圈后拔出時

2)探究過程中,要使指針偏轉(zhuǎn)角度變大,下列方案可行的有______

A.增加線圈匝數(shù)B.減少線圈匝數(shù) C.增大插入速度D.減小插入速度

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】圖中的實線表示電場線,虛線表示只受電場力作用的帶電粒子的運動軌跡,粒子先經(jīng)過M點,再經(jīng)過N點?梢耘卸ǎā 。

A. M點的電勢小于N點的電勢

B. 粒子帶正電,M點的電勢大于N點的電勢

C. 粒子在M點受到的電場力大于在N點受到的電場力

D. 粒子在M點的電勢能小于在N點的電勢能

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,空間中存在一水平方向的勻強電場和一水平方向的勻強磁場,磁感應(yīng)強度大小為B,電場強度大小為,且電場方向和磁場方向相互垂直,在正交的電磁場空間中有一足夠長的固定粗糙絕緣桿,與電場正方向成60°夾角且處于豎直平面內(nèi),一質(zhì)量為m,帶電量為q(q>0)的小球套在絕緣桿上,若小球沿桿向下的初速度為時,小球恰好做勻速直線運動,已知重力加速度大小為g,小球電荷量保持不變,則以下說法正確的是

A. 小球的初速度

B. 若小球沿桿向下的初速度,小球?qū)⒀貤U做加速度不斷增大的減速運動,最后停止

C. 若小球沿桿向下的初速度,小球?qū)⒀貤U做加速度不斷減小的減速運動,最后停止

D. 若小球沿桿向下的初速度,則從開始運動到穩(wěn)定過程中,小球克服摩擦力做功為

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖為某汽車在平直公路上啟動時發(fā)動機功率P隨時間t變化的圖象,圖中Pe為發(fā)動機的額定功率,若已知汽車的最大速度為vm,據(jù)此可知

A. t1t2時間內(nèi)汽車一定做勻速運動

B. 0t1時間內(nèi)發(fā)動機做的功為Pet1

C. 汽車勻速運動時受的阻力為

D. t1時刻汽車恰好達到最大速度vm

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某同學(xué)用圖甲所示的裝置完成了驗證機械能守恒定律的實驗

1)首先利用螺旋測微器測出了小球的直徑,其示數(shù)如圖乙所示,該示數(shù)為d=________mm;

2)將該小球由光電門1的正上方無初速度釋放,先后通過光電門1、2,通過電腦顯示的時間分別為s、s,由以上數(shù)據(jù)可知小球通過光電門2的速度為____m/s(計算結(jié)果保留2位有效數(shù)字),如果換成直徑較小的球,則實驗誤差將______(選填增大、不變減小)。

3)該小組的同學(xué)測出兩光電門之間的距離為h,重力加速度大小用g表示,若小球的機械能守恒,則需要驗證的關(guān)系式為__________(用題中所給字母表示)。

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