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【題目】如圖所示,兩光滑金屬導軌,間距d0.2m,在桌面上的部分是水平的,處在磁感應強度B0.1T、方向豎直向下的有界磁場中,電阻R,桌面高H0.8m,金屬桿ab的質量m0.2kg,電阻r,在導軌上距桌面h0.2m的高處由靜止釋放,落地點距桌面左邊緣的水平距離s0.4mg10m/s2. 求:

(1)金屬桿進入磁場時,R上的電流大;

(2)整個過程中R上產生的熱量.

(3)整個過程中通過R的電荷量.

【答案】(1)0.01A (2) 0.225J. (3) 10C

【解析】

1)根據動能定理求出桿子進入磁場時的速度,通過切割產生的感應電動勢公式求出感應電動勢的大小,結合閉合電路歐姆定律求出感應電流的大。
2)根據平拋運動的規(guī)律求出金屬桿滑出導軌瞬間的速度;根據能量守恒定律求出整個過程中回路產生的熱量,從而得出整個過程中電阻R放出的熱量.

3)根據動量定理求解整個過程中通過R的電荷量.

1ab棒剛進入磁場的瞬間,速率為v,由機械能守恒定律得mghmv2,

此時感應電動勢EBdv0.1×0.2×2V0.04V

,方向:棒中由a→b.

2)金屬桿平拋初速度為v′,則有

解得

由能量守恒,有Qmghmv′2(0.2×10×0.2×0.2×12)J0.3J

R放出的熱量.

3)金屬棒從進入磁場到出離磁場,由動量定理: 其中

帶入數據解得:q=10C .

練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖甲所示,在光滑水平面上用恒力F拉質量為1 kg的單匝均勻正方形銅線框,在1位置以速度v03 m/s進入勻強磁場時開始計時t=0,此時線框中感應電動勢為1 V,在t=3 s時刻線框到達2位置開始離開勻強磁場.此過程中v-t圖象如圖乙所示,那么( )

A.t=0時線框右側的邊兩端M、N間電壓為0.25 V

B.恒力F的大小為1.0 N

C.線框完全離開磁場的位置3的瞬時速度為2 m/s

D.線框完全離開磁場的位置3的瞬時速度為1 m/s

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,豎直平面內有一固定光滑的絕緣軌道ABCD,其中傾角θ=37°的斜面AB與半徑為R的圓弧軌道平滑相切于B點,CD為豎直直徑,O為圓心,質量為m的帶負電小球(可視為質點)從斜面上的A點由靜止釋放,A、B兩點高度差為h,重力加速度為g,sin37°=0.6cos37°=0.8。則下列判斷正確的是

A. 調整高度差h,小球從D點離開圓弧軌道后有可能直接落在B

B. h=2.5R時,小球會從D點以的速度飛出,做平拋運動

C. 若在O點放個正點電荷,小球通過D點的速度一定大于

D. 若在O點放個正點電荷,小球從C點沿圓弧軌道到D點過程機械能不守恒

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖,兩條相距l的光滑平行金屬導軌位于同一水平面(紙面)內,其左端接一阻值為R的電阻;一與導軌垂直的金屬棒置于兩導軌上;在電阻、導軌和金屬棒中間有一面積為S的區(qū)域,區(qū)域中存在垂直于紙面向里的均勻磁場,磁感應強度大小B1隨時間t的變化關系為B1=kt,式中k為常量;在金屬棒右側還有一勻強磁場區(qū)域,區(qū)域左邊界MN(虛線)與導軌垂直,磁場的磁感應強度大小為B0,方向也垂直于紙面向里。某時刻,金屬棒在一外加水平恒力的作用下從靜止開始向右運動,在t0時刻恰好以速度v0越過MN,此后向右做勻速運動。金屬棒與導軌始終相互垂直并接觸良好,它們的電阻均忽略不計。求

1)在t=0t=t0時間間隔內,流過電阻的電荷量的絕對值;

2)在時刻ttt0)穿過回路的總磁通量和金屬棒所受外加水平恒力的大小。

3)如果面積為S的區(qū)域的均勻磁場的磁感應強度B1隨時間t的變化關系為B1=B0-kt,式中k為大于0的常量,在t=0時刻,均勻磁場垂直于紙面向里。MN(虛線)右側磁場的磁感應強度大小為B0,方向也垂直于紙面向里。在t0時刻金屬棒以速度v越過MN時,撤掉外力,此后(tt0)金屬棒恰好向右做勻速運動。金屬棒與導軌始終相互垂直并接觸良好,它們的電阻均忽略不計。求速度v的大。ㄓkS、B0、l表示)。

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【題目】高壓輸電是減小輸電電能損耗和電壓損失的有效途徑,中國已投產運行的1000kV特高壓輸電是目前世界上電壓最高的輸電工程.假設甲、乙兩地原采用500kV的超高壓輸電,輸電線上損耗的電功率為P=100kW,損失的電壓為U=40V.在保持輸送電功率和輸電線電阻都不變的條件下,改用1000kV特高壓輸電,若不考慮其他因素的影響, 輸電線上損耗的電功率變?yōu)?/span>P',損失的電壓變?yōu)?/span>U',則

A. P'=25kWB. P' = 50kWC. U'=10VD. U' = 20V

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】一列沿x軸方向傳播的簡橫波在t=0時的波形圖如圖所示,位于坐標原點處的質點經t = 0.2s再次回到平衡位置,關于這列波說法正確的是

A. 這列波的周期為0.4 s

B. 這列波沿x軸正方向傳播

C. 這列波傳播速度為10m/s

D. t=0時位于x=6m處質點加速度沿y軸正方向且最大

E. t=0.2s位于x =2.5m處質點通過路程為4cm

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,一氣缸內由光滑的活塞封閉著一定量的理想氣體,氣缸(足夠長)開口豎直向下;钊聮煲粋沙桶,活塞和沙桶的總質量為m,平衡時活塞離底部的距離為h,F往沙桶內緩慢加人沙子,裝滿沙桶時活塞離底部的距離高為H、已知氣缸壁的導熱性能良好,活塞的橫截面積為S,在缸內可自由滑動且不漏氣;大氣壓強為p0,環(huán)境溫度不變,重力加速度為g。求

①裝入沙桶沙子的質量△m

②若因外界環(huán)境溫度降低,活塞又回到離底部距離為h處,且內能減小了△E,則此過程需要向外界放出熱量Q。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示的軌道由傾角為45°的斜面與水平面連接而成,將一小球(可看成質點)從斜面頂端以3J的初動能水平拋出。不計空氣阻力,經過一段時間,小球以9J的動能第一次落在軌道上。若將此小球以6J的初動能從斜面頂端水平拋出,則小球第一次落在軌道上的動能為( )

A. 9J

B. 12J

C. 15J

D. 30J

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某實驗興趣小組為了測量物體間的動摩擦因數,設計了如下實驗:

(1)如圖甲,將輕彈簧豎直懸掛,用刻度尺測出彈簧自由懸掛時的長度L1=4.00cm。

(2)如圖乙,在彈簧的下端懸掛小木塊,用刻度尺測出穩(wěn)定時彈簧的長度L2=___________cm。

(3)將一長木板平放在水平面上,小木塊放置于木板上表面,如圖丙,將圖乙中的彈簧左端固定在豎直墻壁上,右端拴接小木塊,使彈簧水平,用力F向右拉動長木板,長木板與小木塊發(fā)生相對運動,當小木塊穩(wěn)定時,測出此時彈簧的長度L3=6.07cm。

(4)根據上面的操作,可以得出小木塊與長木板間的動摩擦因數μ=___________(結果保留兩位有效數字)。

(5)若圖丙實驗中彈簧不水平,左端略高一些,由此而引起的動摩擦因數μ的測量結果___________(偏大偏小”)

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