【題目】如圖所示,兩根水平放置的平行金屬導(dǎo)軌,其末端連接等寬的四分之一圓弧導(dǎo)軌,圓弧半徑r0.41 m。導(dǎo)軌的間距為L0.5 m,導(dǎo)軌的電阻與摩擦均不計(jì)。在導(dǎo)軌的頂端接有阻值為R11.5 Ω的電阻,整個(gè)裝置處在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度B2.0 T,F(xiàn)有一根長(zhǎng)度稍大于L、電阻R20.5 Ω、質(zhì)量m1.0 kg的金屬棒。金屬棒在水平拉力F作用下,從圖中位置ef由靜止開(kāi)始勻加速運(yùn)動(dòng),在t0 時(shí)刻,F01.5 N,經(jīng)2.0 s運(yùn)動(dòng)到cd時(shí)撤去拉力,棒剛好能沖到最高點(diǎn)ab,重力加速度g10 m/s2。求:

(1) 金屬棒運(yùn)動(dòng)到cd時(shí)電壓表的讀數(shù);

(2) 金屬棒從cd運(yùn)動(dòng)到ab過(guò)程中電阻R1上產(chǎn)生的焦耳熱。

【答案】(1) 2.25 V (2)0.3 J

【解析】

(1)根據(jù)牛頓第二定律求棒勻加速直線運(yùn)動(dòng)的加速度;根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出金屬棒運(yùn)動(dòng)到cd時(shí)的速度,求出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流,由歐姆定律求出電阻R1兩端的電壓即電壓表的讀數(shù);
(2)根據(jù)能量守恒定律求出回路產(chǎn)生的總焦耳熱,再求出R1上產(chǎn)生的焦耳熱;

(1)根據(jù)題意,金屬棒從ef位置開(kāi)始勻加速運(yùn)動(dòng),根據(jù)牛頓第二定律,有
F0ma
解得:
金屬棒運(yùn)動(dòng)到cd時(shí)的速度v=at=1.5×2.0m/s=3m/s
感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=BLv=2×0.5×3V=3V
感應(yīng)電流

電壓表的讀數(shù)U=IR1=1.5×1.5=2.25V
(3)根據(jù)能量守恒定律,有:mv2mgr+Q
代入數(shù)據(jù):×1.0×33=1.0×10×0.41+Q
解得:Q=0.4J
電阻R1上產(chǎn)生的焦耳熱為

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】如圖甲所示,一根底部為半圓的U型圓管平放著并固定在水平桌面上,底部半圓的半徑為R=1m。其一端管口A連接在一根傾角為37°的光滑斜軌道底部,另一端管口B正好位于桌子邊緣處,已知桌面離地的高度H1.25m。一個(gè)質(zhì)量為m=1kg的小球(球的直徑略小于U型管的內(nèi)徑)從斜面上某高度處由靜止開(kāi)始下滑,并從管口A處進(jìn)入管內(nèi)。如果小球經(jīng)過(guò)U型管底C時(shí),U型管對(duì)小球的彈力大小為N。已知g10m/s2sin 370=0.6 ,cos37°=0.8,不計(jì)一切摩擦

.球經(jīng)過(guò)U型管底C時(shí)的速度大小是多少?

.球離開(kāi)管口B做平拋運(yùn)動(dòng)的飛行時(shí)間和水平位移分別是多少?

.現(xiàn)在管口B的正前方某處放置一塊豎直擋板,如圖乙所示。改變小球從斜面上下滑的高度,讓小球兩次打到擋板上。已知兩次擊中擋板時(shí)的速度方向和豎直方向間的夾角分別為53°37°,兩次擊中點(diǎn)的高度差為d。求擋板距離桌子邊緣的水平距離s是多少?

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,已知R1R4=0.5 Ω,r=1Ω,R2=6 Ω,R3的最大阻值為6 Ω。在滑動(dòng)變阻器R3的滑片K由最下端向最上端滑動(dòng)過(guò)程中,下列說(shuō)法不正確的是( )

A. 定值電阻R4的功率、電源的總功率均減小

B. 電源的輸出功率變小

C. 電源的效率先增大后減小

D. MN并聯(lián)部分的功率先增大后減小

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】2017925日是我國(guó)新一代同步衛(wèi)星風(fēng)云四號(hào)在軌交付的日子,與上一代相比,風(fēng)云四號(hào)的整星觀察數(shù)據(jù)量提高了160倍,當(dāng)日,騰訊公司把微信的啟動(dòng)頁(yè)面從阿波羅17號(hào)宇航員所拍攝的非洲大陸上空視角照片更換為風(fēng)云四號(hào)拍攝的中國(guó)所在的東半球上空視角照片,下列關(guān)于風(fēng)云四號(hào)同步衛(wèi)星的說(shuō)法正確的是( )

A. 一定位于赤道正上空

B. 為了避免相撞,應(yīng)該與其他國(guó)家的同步衛(wèi)星在不同的軌道上運(yùn)行

C. 發(fā)射速度小于

D. 運(yùn)行速度小于

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】將電池組、滑動(dòng)變阻器、帶鐵芯的線圈A、線圈B、電流計(jì)及開(kāi)關(guān)如圖所示連接,下列說(shuō)法中正確的是

A. 開(kāi)關(guān)閉合后,線圈A插入線圈B或從線圈B中拔出線圈A時(shí)都會(huì)引起電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)

B. 線圈A插入線圈B中穩(wěn)定后,開(kāi)關(guān)閉合和斷開(kāi)的瞬間電流計(jì)指針均不會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)

C. 開(kāi)關(guān)閉合后,勻速滑動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P,電流計(jì)指針將會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)

D. 開(kāi)關(guān)閉合后,只有將滑動(dòng)變阻器的滑片P加速滑動(dòng),電流計(jì)指針才能發(fā)生偏轉(zhuǎn)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】某校興趣小組制作了一個(gè)游戲裝置,其簡(jiǎn)化模型如圖所示,在 A 點(diǎn)用一彈射裝置可 將靜止的小滑塊以 v0水平速度彈射出去,沿水平直線軌道運(yùn)動(dòng)到 B 點(diǎn)后,進(jìn)入半徑 R=0.3m的光滑豎直圓形軌道,運(yùn)行一周后自 B 點(diǎn)向 C 點(diǎn)運(yùn)動(dòng),C 點(diǎn)右側(cè)有一陷阱,C、D 兩點(diǎn)的豎 直高度差 h=0.2m,水平距離 s=0.6m,水平軌道 AB 長(zhǎng)為 L1=1m,BC 長(zhǎng)為 L2 =2.6m,小滑塊與 水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù) μ=0.5,重力加速度 g=10m/s2.

(1)若小滑塊恰能通過(guò)圓形軌道的最高點(diǎn),求小滑塊在 A 點(diǎn)彈射出的速度大;

(2)若游戲規(guī)則為小滑塊沿著圓形軌道運(yùn)行一周離開(kāi)圓形軌道后只要不掉進(jìn)陷阱即為勝出,求小滑塊在 A 點(diǎn)彈射出的速度大小的范圍。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,擋板AB中間有一個(gè)重為G的光滑球,開(kāi)始時(shí)A豎直,A、B間成α角,則在α角緩慢增大至90°的過(guò)程中

A. A板固定,則小球?qū)?/span>A板的壓力不斷增大

B. A板固定,則小球?qū)?/span>A板的壓力先減小后增大

C. B板固定,則小球?qū)?/span>A板的壓力先減小后增大

D. B板固定,則小球?qū)?/span>A板的壓力不斷減小

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,一電子束垂直于電場(chǎng)線與磁感線方向入射后偏向A極板,為了使電子束沿射入方向做直線運(yùn)動(dòng),可采用的方法是( 。

A. 將變阻器滑動(dòng)頭P向右滑動(dòng) B. 將變阻器滑動(dòng)頭P向左滑動(dòng)

C. 將極板間距離適當(dāng)減小 D. 將極板間距離適當(dāng)增大

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示為電流天平,可以用來(lái)測(cè)量勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度。它的右臂掛著矩形線圈,匝數(shù)為n=10,線圈的水平bc邊長(zhǎng)為L=10.0cm,處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)內(nèi),勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向與線圈平面垂直。當(dāng)線圈中通過(guò)電流I=0.10A時(shí),調(diào)節(jié)砝碼使兩臂達(dá)到平衡,然后使電流反向,大小不變,這時(shí)需要在左盤(pán)中增加質(zhì)量為m=7.80g的砝碼,才能使兩臂再達(dá)到新的平衡。重力加速度g10m/s2

1)若線圈串聯(lián)一個(gè)電阻連接到電壓為U的穩(wěn)壓電源上,已知線圈電阻為r,當(dāng)線圈中通過(guò)電流I時(shí),請(qǐng)用相關(guān)物理量的符號(hào)表示串聯(lián)電阻的大小;

2)求磁場(chǎng)對(duì)bc邊作用力的大。

3)求磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。

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