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1.如圖所示,兩根足夠長的光滑平行直導軌(不計電阻)構成的平面與水平面成37°角,導軌平面處在垂直平面向上的勻強磁場中,導軌間距為L=1m,導軌上端接有如圖電路,已知R1=4Ω、R2=10Ω.將一直導體棒垂直放置于導軌上,現(xiàn)將單刀雙擲開關置于a處,將導體棒由靜止釋放,導體棒達到穩(wěn)定狀態(tài)時電流表讀數(shù)為I1=2.00A.將單刀雙擲開關置于b處,仍將導體棒由靜止釋放,當導體棒下滑S=2.06m時導體棒速度再次達到第一次穩(wěn)定時速度,此時電流表讀數(shù)為I2=1.00A,此過程中電路產生熱量為Q=4.36J(g=10m/s2
(1)求導體棒達到第一次穩(wěn)定速度時回路中的感應電動勢及導體棒接入導軌部分的電阻.
(2)求將開關置于b處穩(wěn)定時導體棒的速度大。

分析 (1)由題意利用閉合電路歐姆定律對兩種情況分別列式,聯(lián)立可求得感應電動勢和內阻;
(2)由電動勢表達式及求得的電動勢可用速度表示磁感應強度;由共點力的平衡條件求得質量與速度的關系,再由功能關系可求得速度.

解答 解:(1)由題知,開關分別置于a、b時,導體棒最終都做勻速直線運動,產生感應電動勢相同,令Ea=Eb=E
根據閉合電路歐姆定律得:
 E=I1(R1+r),代入得:E=2×(4+r)
 E=I2(R2+r),代入得:E=1×(10+r)
聯(lián)立解得 E=12V,r=2Ω
即回路中的感應電動勢為12V,導體棒接入導軌部分的電阻為2Ω.
(2)將開關置于b處,勻速時,有 mgsin37°•v=I22(R2+r)
解得:m=$\frac{2}{v}$
由能量守恒有 mgsin37°•S=$\frac{1}{2}$mv2+Q
解得:$\frac{2}{v}$×6×2.06=$\frac{1}{2}$×$\frac{2}{v}$×v2+4.36
解得:v≈3.27m/s;
答:
(1)導體棒達到第一次穩(wěn)定速度時回路中感應電動勢為12V;導體棒接入導軌部分的電阻大小為2Ω
(2)將開關置于b處穩(wěn)定時導體棒的速度大小為3.27m/s.

點評 本題考查導體切割磁感線的能量及受力分析問題,要注意正確利用共點力的平衡條件和功能關系進行分析;本題中要注意中間量的換算.

練習冊系列答案
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9.關于傳感器,下列說法中正確的是( 。
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10.智能手機的普及使“低頭族”應運而生,近日研究發(fā)現(xiàn),玩手機時,就有可能讓頸椎承受多大60磅(約270N)的重量,相當于給掛倆大西瓜,比一個7歲小孩還重.不當?shù)淖藙菖c一系列健康問題存在關聯(lián),如背痛,體重增加,胃痛,偏頭痛和呼吸道疾病等.當人體直立時,頸椎所承受的壓力等于頭部的重量;但當?shù)皖^時,頸椎收到的壓力會隨之變化.現(xiàn)將人體頭部簡化為如圖的模型,重心在P定的頭部,在可繞O轉動的頸椎OP(輕桿)的支持力和沿PQ方向肌肉拉力的作用下處于靜止.當?shù)皖^時,頸椎與豎直方向的夾角為45°,PQ與豎直方向的夾角為60°,此時,頸椎受到的拉力約為直立時頸椎受到壓力的( 。
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9.關于磁感線,下列說法中正確的是( 。
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B.磁感線上的某點的切線方向即是該點的磁感應強度的方向
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16.如圖(甲)所示的是醫(yī)院里的心電圖儀,(乙)圖是監(jiān)測地震的地震儀.關于這兩種儀器,以下說法中正確的是(  )
A.心電圖儀和地震儀記錄的都是波動圖線
B.心電圖儀和地震儀記錄的都是振動圖線
C.心電圖儀記錄的是心臟的振動圖線,地震儀記錄的是地震波的波動圖線
D.心電圖儀記錄的是心臟的波動圖線,地震儀記錄的是地震波在該處引起的振動圖線

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

6.如圖甲所示的變壓器,接如圖乙所示的交流電時,燈泡正常發(fā)光,現(xiàn)將電源換成如圖丙所示的交流電,則( 。 
A.由于丙交變電流的周期變短,其電流的變化比第一次快,產生的感應電動勢比第一次大,因此燈泡比第一次亮
B.由于丙的頻率比甲的大,因此電壓表的示數(shù)增大
C.無論接乙還是接丙電源,若滑動觸頭P向上移動,燈泡都變暗
D.若將原線圈n1的匝數(shù)增加,燈泡消耗的功率將變小

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13.兩根足夠長的光滑導軌豎直放置,間距為l,底端接阻值為R的電阻.將質量為m,電阻也為R的金屬棒懸掛在一個固定的輕彈簧下端,金屬棒與導軌接觸良好,導軌所在的平面與磁感應強度為B的磁場垂直,如圖所示,除金屬棒和電阻R外,其余電阻不計.現(xiàn)將金屬棒從彈簧的原長位置由靜止釋放,則以下結論錯誤的是( 。
A.金屬棒向下運動時,流過電阻R的電流方向為b→a
B.最終彈簧的彈力與金屬棒的重力平衡
C.金屬棒的速度為v時,棒所受的安培力大小為$\frac{{B}^{2}{l}^{2}v}{2R}$
D.金屬棒的速度為v時,金屬棒兩端的電勢差為Blv

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10.做“描繪小燈泡的伏安特性曲線”時所描繪曲線不是直線,某同學分析實驗結論時給出以下理由,其中正確的是( 。
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11.矩形線圈abcd的邊長ab=cd=40cm,bc=da=30cm,共有200匝,以300r/min的轉速在磁感強度為0.2T的勻強磁場中繞垂直于磁場方向的中心軸OO′勻速轉動,在t=0時刻處于圖所示位置.此線圈產生的感生電動勢最大值Em=24V,有效值為E=16.97V,感電動勢瞬時值表達式e=e=24sin10πt;V.

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