【題目】如圖,ab和cd為質(zhì)量m=01kg、長(zhǎng)度L=05m、電阻R=03Ω的兩相同金屬棒,ab放在半徑分別為r1=05m和r2=1m的水平同心圓環(huán)導(dǎo)軌上,導(dǎo)軌處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=02T豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中;cd跨放在間距也為L(zhǎng)=05m、傾角為的光滑平行導(dǎo)軌上,導(dǎo)軌處于磁感應(yīng)強(qiáng)度也為B=02T方向垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。四條導(dǎo)軌由導(dǎo)線連接并與兩導(dǎo)體棒組成閉合電路,除導(dǎo)體棒電阻外其余電阻均不計(jì)。ab在外力作用下沿圓環(huán)導(dǎo)軌勻速轉(zhuǎn)動(dòng),使cd在傾斜導(dǎo)軌上保持靜止。ab與兩圓環(huán)導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為05,重力加速度為g=10m/s2。求:

(1)從上向下看ab應(yīng)沿順時(shí)針還是逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)?

(2)ab轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度大;

(3)作用在ab上的外力的功率。

【答案】(1)順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)(2)40 rad/s(3)30W

【解析】

試題分析:(1)從上往下看,ab應(yīng)沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)

(2)對(duì)cd進(jìn)行受力分析可知:mgsinθ=BIL

代入數(shù)據(jù)可得:流過ab和cd的電流I==A=5A

根據(jù)閉合電路歐姆定律,ab產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=I×(2R)=5×2×03V=3V

Ab切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=BLV

所以E=BL×代入數(shù)據(jù)可得:E=

所以:ω= 40 rad/s

(3)從能量轉(zhuǎn)化和守恒的角度看,作用在ab棒上的外力對(duì)ab棒做功的功率,在數(shù)值上應(yīng)等于ab棒克服摩擦力做功的功率與回路產(chǎn)生的電功率之和:

所以:P=fava+fbvb+IE

其中:fa=fb=

va=ωr1=40×05m/s=20m/s

vb=ωr2=40×10m/s=40m/s

所以P=025×20 W +025×40 W +5×3 W =30 W

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某同學(xué)在進(jìn)行擴(kuò)大電流表量程的實(shí)驗(yàn)時(shí),需要知道電流表的滿偏電流和內(nèi)阻,他設(shè)計(jì)了一個(gè)用標(biāo)準(zhǔn)電流表來校對(duì)待測(cè)電流表的滿偏電流和測(cè)定內(nèi)阻的電阻,如圖所示,已知的量程略大于的量程,圖中為滑動(dòng)變阻器, 為電阻箱。該同學(xué)順利完成了這個(gè)實(shí)驗(yàn)。

1)實(shí)驗(yàn)過程包含了一下步驟,其合理的順序依次為___________(填步驟的字母代號(hào))

A.合上開關(guān)

B.分別將的阻值調(diào)至最大

C.記下的最終讀數(shù)

D.反復(fù)調(diào)節(jié)的阻值,使的示數(shù)仍為,使的指針偏轉(zhuǎn)到滿偏刻度的一半,此時(shí)的最終讀數(shù)為r

E、合上開關(guān)

F、調(diào)節(jié)使的指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度,此時(shí)的示數(shù)為,記下此時(shí)的示數(shù)

2)僅從實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原理上看,用上述方法得到的內(nèi)阻的測(cè)量值與真實(shí)值相比________(填偏大”“偏小”“相等

3)若要將的量程擴(kuò)大為I,并結(jié)合上述實(shí)驗(yàn)過程中測(cè)量的結(jié)果,寫出在上并聯(lián)的分流電阻的表達(dá)式, =___________

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某同學(xué)為了準(zhǔn)確的測(cè)量一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)電阻r,進(jìn)行了如下探究:

、誤差分析:課本上設(shè)計(jì)電路圖如下圖所示,事實(shí)上電表為非理想表,上述的 測(cè)量值存在著一定誤差,此誤差屬于 (填系統(tǒng)誤差偶然誤差

、該同學(xué)分析上述誤差是電壓表有分流作用引起,且無(wú)法通過更換電表來消除這種誤差。該同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)原理的改進(jìn),設(shè)計(jì)如上圖所示實(shí)驗(yàn)電路圖,步驟如下:

(1)閉合開關(guān)S,通過調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器、,可以使電流表G的示數(shù)為0,則此時(shí)電流表的示數(shù)分別為,電壓表、的示數(shù)分別為,則流過電源的電流為 ,電源的路端電壓為 。

(2)再次調(diào)節(jié)、,使電流表G的示數(shù)為0,電流表的示數(shù)分別為、,電壓表、的示數(shù)分別為、,流過電源的電流為,電源的路端電壓為。

(3)由上述測(cè)量的物理量,可以得出電動(dòng)勢(shì) 內(nèi)阻 ;(用、表示)由于本實(shí)驗(yàn)不必考慮電表帶來的誤差,測(cè)量值與真實(shí)值是相等的。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】核裂變和核聚變的過程中能夠放出巨大核能。核裂變中經(jīng)常使用的具有天然放射性,若經(jīng)過7次α衰變和m次β衰變,變成,則m=_________。

核聚變中,最常見的反應(yīng)就是一個(gè)氘核與一個(gè)氚核結(jié)合成一個(gè)氦核。已知氘核的比結(jié)合能是109 MeV;氚核的比結(jié)合能是278 MeV;氦核的比結(jié)合能是703 MeV。則氫核聚變的方程是_____________;一次氫核聚變釋放出的能量是_________MeV。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】硅光電池在無(wú)光照射時(shí)不產(chǎn)生電能,可視為一電子元件。某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)如圖甲電路,給硅光電池加反向電壓硅光電池負(fù)極接高電勢(shì)點(diǎn),正極接低電勢(shì)點(diǎn),探究其在無(wú)光照時(shí)的反向伏安特性。圖中電壓表V1量程選用3V,內(nèi)阻為60 kΩ;電壓表V2量程選用15V,內(nèi)阻約為30 kΩ;R0為保護(hù)電阻;直流電源電動(dòng)勢(shì)約為12V,內(nèi)阻不計(jì)。

用遮光罩罩住硅光電池,閉合開關(guān)S,調(diào)節(jié)變阻器R,讀出電壓表V1、V2的示數(shù)U1、U2。

1某次測(cè)量時(shí),電壓表V1示數(shù)如圖乙,則U1= V,可算出通過硅光電池的反向電流大小為 mA保留兩位小數(shù)。

2該小組測(cè)出大量數(shù)據(jù),篩選出下表所示的9組U1、U2數(shù)據(jù),算出相應(yīng)的硅光電池兩端反向電壓Ux和通過的反向電流Ix圖中“-”表示反向,并在坐標(biāo)紙上建立Ix-Ux坐標(biāo)系,請(qǐng)你標(biāo)出坐標(biāo)點(diǎn),并繪出Ix-Ux圖線。

3Ix-Ux圖線知,硅光電池?zé)o光照下加反向電壓時(shí),IxUx 填“線性”或“非線性”關(guān)系。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖為氫原子的能級(jí)示意圖,F(xiàn)有大量氫原子處于n= 4的激發(fā)態(tài),當(dāng)向低能級(jí)躍遷時(shí)會(huì)輻射出若干不同頻率的光,下列說法正確的是

A共能輻射出三種不同頻率的光

B從n= 4的能級(jí)躍遷到n= 1的能級(jí)時(shí)輻射的光子頻率最高

C從n= 2的能級(jí)躍遷到n= 1的能級(jí)時(shí)輻射的光子頻率最高

D從n= 4的能級(jí)躍遷到n= 3的能級(jí)時(shí)輻射的光子波長(zhǎng)最長(zhǎng)

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,物塊A、木板B的質(zhì)量均為m10kg,不計(jì)A的大小,B板長(zhǎng)L3m。開始時(shí)A、B均靜止,F(xiàn)給A2m/s的水平向右的初速度從B的左端開始運(yùn)動(dòng),同時(shí)給A施加一個(gè)30N的水平向右的外力。已知AB、B與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)分別為μ103μ201。g10m/s2

1)通過計(jì)算說明:物塊A能不能滑離木板B?

2)木板B滑行m需要多少時(shí)間?

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】利用圖甲裝置做驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律實(shí)驗(yàn)。

1為驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒,需要比較重物下落過程中任意兩點(diǎn)間的___。

A.動(dòng)能變化量與勢(shì)能變化量

B.速度變化量和勢(shì)能變化量

C.速度變化量和高度變化量

2除帶夾子的重物、紙帶、鐵架臺(tái)(含鐵夾)、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、導(dǎo)線及開關(guān)外,在下列器材中,還必須使用的兩種器材是___。

A.交流電源 B.刻度尺 C.天平(含砝碼)

3實(shí)驗(yàn)中,先接通電源,再釋放重物,得到圖乙所示的一條紙帶。在紙帶上選取三個(gè)連續(xù)打出的點(diǎn)A、BC,測(cè)得它們到起始點(diǎn)O的距離分別為。已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹?/span>g,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的周期為T。設(shè)重物的質(zhì)量為m。從打O點(diǎn)到打B點(diǎn)的過程中,重物的重力勢(shì)能變化量ΔEp=____,動(dòng)能變化量ΔEk=____。

4大多數(shù)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,重力勢(shì)能的減少量大于動(dòng)能的增加量,原因是___。

A.利用公式v=gt計(jì)算重物速度

B.利用公式計(jì)算重物速度

C.存在空氣阻力和摩擦阻力的影響

D.沒有采用多次實(shí)驗(yàn)取平均值的方法

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某校物理興趣小組決定舉行遙控賽車比賽。比賽路徑如圖所示,賽車從起點(diǎn)A出發(fā),沿水平直線軌道運(yùn)動(dòng)到L后,由B點(diǎn)進(jìn)入半徑為R的光滑豎直圓軌道,離開豎直圓軌道后繼續(xù)在光滑平直軌道上運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn),并能越過壕溝,已知賽車質(zhì)量m=0.1kg,通電后以額定功率P=1.5W工作,進(jìn)入豎直軌道前受到阻力恒為0.3N,隨后在運(yùn)動(dòng)中受到的阻力均可不計(jì),圖中L=10.00m,R=0.32m,h=1.25m,S=1.50m,問:要使賽車完成比賽,電動(dòng)機(jī)至少工作多長(zhǎng)時(shí)間?(,保留兩位小數(shù))

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同步練習(xí)冊(cè)答案