【題目】如圖(甲),MN、PQ兩條平行的光滑金屬軌道與水平面成θ=30角固定,M、P之間接電阻箱R,電阻箱的阻值范圍為010Ω,導(dǎo)軌所在空間存在勻強磁場,磁場方向垂直于軌道平面向上,磁感應(yīng)強度為B=0.5T.質(zhì)量為m的金屬桿ab水平放置在軌道上,并垂直軌道,其接入電路的電阻值為r.現(xiàn)從靜止釋放桿ab,測得最大速度為vm.改變電阻箱的阻值R,重復(fù)前述操作，得到多組vm與R的數(shù)據(jù)，得到vm與R的數(shù)據(jù)關(guān)系如圖(乙)所示。已知軌距為L=2m,重力加速度g=10m/s2，軌道足夠長且電阻不計。求：

(1)求金屬桿的質(zhì)量m和阻值r；

(2)求金屬桿勻速下滑時電阻箱消耗電功率的最大值Pm；

(3)當(dāng)R=8Ω時，求回路瞬時電功率每增大1W的過程中合外力對金屬桿做的功W.

【答案】（1）m=0.2kg，r=2Ω；（2）；（3）W=1J

【解析】

(1)設(shè)桿運動的最大速度為v，桿切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E=BLv

由閉合電路的歐姆定律得：

桿達到最大速度時滿足mgsinθBIL=0

聯(lián)立解得：

由圖象可知：斜率為k=1m/(sΩ)

縱截距為

得到：，

解得：m=0.2kg，r=2Ω

(2)金屬桿勻速下滑時電流恒定，則有mgsinθBIL=0

得I==1A

電阻箱消耗電功率的最大值Pm=I2Rm=10W

(3)由題意：E=BLv，

得

瞬時電功率增大量

由動能定理得

比較上兩式得

代入解得W=1J

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，閉合金屬導(dǎo)線框放置在豎直向上的勻強磁場中，勻強磁場的磁感應(yīng)強度的大小隨時間變化。下列說法中正確的是（ ）

①當(dāng)磁感應(yīng)強度增加時，線框中的感應(yīng)電流可能減小

②當(dāng)磁感應(yīng)強度增加時，線框中的感應(yīng)電流一定增大

③當(dāng)磁感應(yīng)強度減小時，線框中的感應(yīng)電流一定增大

④當(dāng)磁感應(yīng)強度減小時，線框中的感應(yīng)電流可能不變

A. 只有②④正確 B. 只有①③正確 C. 只有②③正確 D. 只有①④正確

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】讓小鋼珠在水平桌面上從同一位置以相同的初速度運動，將一條形磁鐵放在桌面的不同位置，小鋼珠的運動軌跡不同，圖中a、b、c、d為其中四條運動軌跡，下列說法正確的是

A. 磁鐵放在位置A時，小鋼珠的運動軌跡如圖中c所示

B. 磁鐵放在位置B時，小鋼珠的運動軌跡如圖中b所示

C. 通過這個實驗可以研究曲線運動的速度方向

D. 通過這個實驗可以探究物體做曲線運動的條件

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，勻強磁場的磁感應(yīng)強度B=1 T，邊長L=10cm的正方形線圈abcd共200匝，線圈總電阻r=1Ω，線圈繞垂直于磁感線的對稱軸OO′勻速轉(zhuǎn)動，角速度rad/s，外電路電阻R1=12Ω，R2=4Ω，求：

(1) 由圖示位置(線圈平面與磁感線平行)開始，轉(zhuǎn)過任意角α?xí)r的瞬時感應(yīng)電動勢的值表達式；

(2)理想交流電壓表的示數(shù)；

(3)由圖示位置開始,求線圈轉(zhuǎn)過1/4周期內(nèi)通過R2的電荷量q2是多少?

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示的實驗裝置，可用來研究平拋物體的運動。

（1）關(guān)于實驗過程中的一些做法，以下合理的有______；

A．安裝斜槽軌道，使其末段保持水平

B．調(diào)整木板，使之與小球下落的豎直面平行

C．每次小球應(yīng)從同一位置由靜止釋放

D．用折線連接描繪的點得到小球的運動軌跡

（2）某同學(xué)在實驗操作時發(fā)現(xiàn)，將小鋼球輕輕放在斜槽末端時，小球能自動滾下。他應(yīng)該如何調(diào)整：__________________________________；

（3）以拋出點為坐標(biāo)原點O，利用水平位移x和豎直位移y的多組數(shù)據(jù)做出小球的運動軌跡圖，如右圖所示。在圖線上取一點P，其坐標(biāo)如圖所示。則小球從O運動到P的時間t=_______s；小球初速度的大小v0=_________m/s（重力加速度g取10m/s2）。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，一顆衛(wèi)星繞地球做橢圓運動，運動周期為T,圖中虛線為衛(wèi)星的運行軌跡，A，B，C，D是軌跡上的四個位置，其中A距離地球最近，C距離地球最遠。B和D點是弧線ABC和ADC的中點，下列說法正確的是

A. 衛(wèi)星在C點的速度最大

B. 衛(wèi)星在C點的加速度最大

C. 衛(wèi)星從A經(jīng)D到C點的運動時間為T/2

D. 衛(wèi)星從B經(jīng)A到D點的運動時間為T/2

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示為研究某未知元素放射性的實驗裝置，實驗開始時在薄鋁片和熒光屏之間有圖示方向的勻強電場E，通過顯微鏡可以觀察到，在熒光屏的某一位置上每分鐘閃爍的亮點數(shù)．若撤去電場后繼續(xù)觀察，發(fā)現(xiàn)每分鐘閃爍的亮點數(shù)沒有變化；如果再將薄鋁片移開，觀察到每分鐘閃爍的亮點數(shù)大大增加，由此可以判斷，放射源發(fā)出的射線可能為：

A. β射線和γ射線．

B. α射線和β射線．

C. β射線和X射線．

D. α射線和γ射線．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某實驗小組打算制作一個火箭。甲同學(xué)設(shè)計了一個火箭質(zhì)量為m，可提供恒定的推動力，大小為F＝2mg，持續(xù)時間為t。乙同學(xué)對甲同學(xué)的設(shè)計方案進行了改進，采用二級推進的方式，即當(dāng)質(zhì)量為m的火箭飛行經(jīng)過時，火箭丟棄掉的質(zhì)量，剩余時間，火箭推動剩余的繼續(xù)飛行。若采用甲同學(xué)的方法火箭最高可上升的高度為h，則采用乙同學(xué)的方案火箭最高可上升的高度為(重力加速度取g，不考慮燃料消耗引起的質(zhì)量變化)(　　)

A. 1.5h B. 2h C. 2.75h D. 3.25h

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】嫦娥四號探測器作為世界首個在月球背面軟著陸和巡視探測的航天器，其主要任務(wù)是著陸月球表面，繼續(xù)更深層次更加全面地科學(xué)探測月球地質(zhì)、資源等方面的信息，完善月球的檔案資料。嫦娥四號探測器在月球表面著陸過程十分復(fù)雜，要經(jīng)過一系列的軌道變換，其中就包括如圖所示的由圓形軌道變軌為與之相切的橢圓軌道。下列說法正確的是

A. 嫦娥四號沿圓軌道運行時加速度等于月球表面的重力加速度

B. 嫦娥四號沿橢圓軌道運行時，越接近月球其運行速率越小

C. 嫦娥四號在圓軌道上運行的周期大于在橢圓形軌道上運行時的周期

D. 嫦娥四號軌道由圓變成橢圓必須點火加速，消耗燃料化學(xué)能用以增加機械能

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