【題目】電磁感應(yīng)的現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn),給電磁的應(yīng)用開辟了廣闊的道路,其中發(fā)電機(jī)就是電磁感應(yīng)最重要的應(yīng)用成果之。某種直流發(fā)電機(jī)的工作原理可以簡化為如圖所示的情景:在豎直向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中,兩根光滑平行金屬軌道MN、PQ固定在水平面內(nèi),相距為L,電阻不計,軌道端點MP間接有阻值為r的電阻。質(zhì)量為M、電阻為R的金屬導(dǎo)體棒ab垂直于MN、PQ放在軌道上,與軌道接觸良好,在水平向右的外力的作用下,以速度v(v均平行于MN)向右做勻速運動。求:

(1)導(dǎo)體棒ab中的感應(yīng)電動勢是多大?通過電阻r的電流多大?

(2)a、b兩點間的電勢差是多大?a、b兩點哪一點的電勢高?

(3)ab棒中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的非靜電力是什么力?在圖中面出導(dǎo)體棒ab中自由電荷受到的非靜電力F的方向;

(4)整個回路在t時間內(nèi)產(chǎn)生了多少熱量?這個熱量是如何產(chǎn)生的?試從功能轉(zhuǎn)化角度簡要分析;

(5)若加大外力,使得導(dǎo)體棒的速度從v變?yōu)?/span>2v,并測得導(dǎo)體棒加速運動過程中,電路產(chǎn)生的熱量為Q.求這個過程中,外力做了多少功?

(6)若導(dǎo)體棒速度達(dá)到2v后,立即撤去水平向右的外力,則導(dǎo)體棒ab將做什么運動?最終狀態(tài)是什么?從撤去外力到導(dǎo)體棒達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)的過程中,電阻上產(chǎn)生了多少熱?

(7)若將MP之間的電阻換成一個線圈電阻為r的直流電動機(jī),當(dāng)導(dǎo)體棒ab以速度向右做勻速運動時,流過會屬棒的電流為,此時電動機(jī)恰可在豎直方向勻速提升質(zhì)量為m的重物。若電動機(jī)各部分間摩擦損耗可忽略不計,求此時重物豎直上升的速度.

【答案】1BLv 2, a點的電勢高;(3)洛倫茲力;圖見解析;(456)減速運動直到停止;7

【解析】

1)導(dǎo)體棒ab中的感應(yīng)電動勢:E=BLv

通過電阻r的電流:

2a、b兩點間的電勢差:

由右手定則可知,a、b兩點a點的電勢高;

3)在ab棒中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的非靜電力是洛倫茲力;導(dǎo)體棒中的自由電荷可認(rèn)為是正電荷,導(dǎo)體棒由于外力作用發(fā)生移動,根據(jù)右手定則可知電流方向從ba,同時電荷還要勻速向右運動,根據(jù)左手定則可知受到的洛倫茲力方向如下圖所示:

4)整個回路在t時間內(nèi)產(chǎn)生了的熱量:;因為可知這個熱量是克服安培力產(chǎn)生的;從功能轉(zhuǎn)化角度來說是外力克服安培力做功轉(zhuǎn)化為電能,然后通過電阻發(fā)熱轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。

5)根據(jù)動能定理: 其中W=Q

解得

6)若導(dǎo)體棒速度達(dá)到2v后,立即撤去水平向右的外力,則導(dǎo)體棒ab將在向左的安培力作用下做減速運動,最終停止;由能量關(guān)系可知,從撤去外力到導(dǎo)體棒達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)的過程中,電阻上產(chǎn)生的熱:。

7)導(dǎo)體棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢:

電動機(jī)兩端的電壓 ,

由能量關(guān)系:

解得:

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】小明同學(xué)閱讀課外資料時,發(fā)現(xiàn)一幅“220V 100W”白熾燈泡的電流I和電壓U關(guān)系的圖象如圖(a)所示。請你根據(jù)圖象回答下列問題:

(1)小燈泡的電阻值隨電壓的增大而___________(填增大、減小不變);

(2)若將兩只相同的這種燈泡串聯(lián),然后接在220V的電源上,則兩只燈泡實際消耗的總電功率為______________W

(3)若取三只相同的這種燈泡,按如圖(b)所示電路連接,然后將A、B兩端接在220V電源上,則這三只燈泡實際消耗的總電功率為_____________W

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】半徑分別為2RR的兩個半圓,分別組成如圖甲乙所示的兩個光滑圓弧軌道,一小球先后從同一高度下落,分別從如圖甲乙所示的開口豎直向上的半圓軌道的右側(cè)邊緣進(jìn)入軌道,都沿著軌道內(nèi)側(cè)運動并能甲從開口豎直向下的半圓軌道的最高點通過?諝庾枇Σ挥。下列說法正確的是

A. 圖甲中小球在軌道最高點的角速度比圖乙中小球在軌道最高點的角速度小

B. 圖甲中小球?qū)壍雷罡唿c的壓力比圖乙中小球?qū)壍雷罡唿c的壓力大

C. 圖甲中小球?qū)壍雷畹忘c的壓力比圖乙中小球?qū)壍雷畹忘c的壓力大

D. 圖甲中小球在軌道最低點的向心力比圖乙中球在軌道最低點的向心力小

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【題目】如圖所示,足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌、傾斜放置,兩導(dǎo)軌間距離為,導(dǎo)軌平面與水平面間的夾角,所處的勻強(qiáng)磁場垂直于導(dǎo)軌平面向上,質(zhì)量為的金屬棒垂直于導(dǎo)軌放置,導(dǎo)軌和金屬棒接觸良好,不計導(dǎo)軌和金屬棒的電阻,重力加速度為。若在導(dǎo)軌的、兩端連接阻值的電阻,將金屬棒由靜止釋放,則在下滑的過程中,金屬棒沿導(dǎo)軌下滑的穩(wěn)定速度為,若在導(dǎo)軌、兩端將電阻改接成電容為的電容器,仍將金屬棒由靜止釋放,金屬棒下滑時間,此過程中電容器沒有被擊穿,求:

1)勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為多少?

2)金屬棒下滑秒末的速度是多大?

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【題目】蹦床是運動員在一張繃緊的彈性網(wǎng)上蹦跳、翻滾并做各種空中動作的運動項目.一個質(zhì)量為60 kg的運動員,從離水平網(wǎng)面3.2 m高處自由下落,著網(wǎng)后沿豎直方向蹦回到離水平網(wǎng)面5.0 m高處.已知運動員與網(wǎng)接觸的時間為1.2 s.若把在這段時間內(nèi)網(wǎng)對運動員的作用力當(dāng)作恒力處理,求此力的大小.g="10" m/s2

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【題目】月球是地球的鄰居,是距離我們最近的天體,月球的自轉(zhuǎn)周期和公轉(zhuǎn)周期相等,一般情況下不考慮月球自轉(zhuǎn),如果要想計算出月球質(zhì)量,在引力常量G已知的情況下,還需測出(  )

A. 月球的半徑R及其表面重力加速度g

B. 人造月球衛(wèi)星環(huán)繞月球做圓周運動的周期T與月球半徑R

C. 人造月球衛(wèi)星環(huán)繞月球做圓周運動的周期T與軌道半徑r

D. 人造月球衛(wèi)星環(huán)繞月球做圓周運動的周期T與衛(wèi)星離地高度h

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【題目】利用靜電除塵器可以消除空氣中的粉塵,靜電除塵器由金屬管A和懸在管中的金屬絲B組成,B附近的氣體分子被電離成為電子和正離子,粉塵吸附電子后被吸附到A上,最后在重力作用下落入下面的漏斗中。AB分別接到高壓電源的 ,其裝置示意圖如右圖所示,含粉塵的高溫氣體從管口 (填“C”“D”)進(jìn)入金屬管A內(nèi),AB之間有很強(qiáng)的電場,距B越近,場強(qiáng)越大。

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【題目】如圖,光滑冰面上靜止放置一表面光滑的斜面體,斜面體右側(cè)一蹲在滑板上的小孩和其面前的冰塊均靜止于冰面上。某時刻小孩將冰塊以相對冰面3 m/s的速度向斜面體推出,冰塊平滑地滑上斜面體,在斜面體上上升的最大高度為h=0.3 m(h小于斜面體的高度)。已知小孩與滑板的總質(zhì)量為m1=30 kg,冰塊的質(zhì)量為m2=10 kg,小孩與滑板始終無相對運動。取重力加速度的大小g=10 m/s2

(i)求斜面體的質(zhì)量;

(ii)通過計算判斷,冰塊與斜面體分離后能否追上小孩?

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【題目】如圖所示,固定的光滑金屬導(dǎo)軌間距為L,導(dǎo)軌電阻不計,上端ab間接有阻值為R的電阻,導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為θ,且處在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場中.質(zhì)量為m、電阻為r的導(dǎo)體棒與固定彈簧相連后放在導(dǎo)軌上.初始時刻,彈簧恰處于自然長度,導(dǎo)體棒具有沿軌道向上的初速度v0.整個運動過程中導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸.已知彈簧的勁度系數(shù)為k,彈簧的中心軸線與導(dǎo)軌平行.

1)求初始時刻通過電阻R的電流I的大小和方向;

2)當(dāng)導(dǎo)體棒第一次回到初始位置時,速度變?yōu)?/span>v,求此時導(dǎo)體棒的加速度大小a;

3)導(dǎo)體棒最終靜止時彈簧的彈性勢能為Ep,求導(dǎo)體棒從開始運動直到停止的過程中,電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q

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