【題目】如圖（甲），MN、PQ為水平放置的足夠長平行光滑導(dǎo)軌，導(dǎo)軌間距為L＝0.5m，導(dǎo)軌左端連接的定值電阻R＝2Ω，整個裝置處于豎直向下的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度為2T，將一根質(zhì)量為0.2kg、電阻也為r＝2Ω的金屬棒ab垂直放置在導(dǎo)軌上，且與導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)軌電阻不計。規(guī)定水平向右為x軸正方向，在x＝0處給棒一個向右的初速度，并對棒施加水平向右的拉力作用，經(jīng)過2.4m金屬棒受到的安培力為0.8N，圖（乙）為棒所受的安培力F安與位移x的關(guān)系圖象。求：

（1）運動2.4m時金屬棒瞬時速度大��；

（2）估算0﹣24m內(nèi)定值電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱（提示：可以用F﹣x圖象下的“面積”代表力F所做的功）；

（3）0﹣2.4m內(nèi)通過電阻R的電荷量；

（4）0﹣2.4m內(nèi)水平拉力的沖量大小。

【答案】（1）運動2.4m時金屬棒瞬時速度大小為3.2m/s；（2）0﹣24m內(nèi)定值電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱o 0.72J；（3）0﹣2.4m內(nèi)通過電阻R的電荷量為0.6C；（4）0﹣2.4m內(nèi)水平拉力的沖量大小為1.04NS

【解析】

（1）棒受到的安培力：FA＝BIL①，

由閉合電路歐姆定律得： ②

感應(yīng)電動勢為：E＝BLv③

由以上三式可解得：v＝3.2m/s

（2）克服安培力做功等于產(chǎn)生的焦耳熱

Q＝FAx＝72×0.02（每個格子對應(yīng)的面積值等于功）＝1.44J

則每個電阻產(chǎn)生的熱量：Q′＝Q＝0.72J

（3）電荷量為：，

代入數(shù)據(jù)可得：q＝0.6C

（4）由動量定理：④

剛開始運動時，安培力為F1，則 ⑤

而： ⑥

由④⑤⑥式結(jié)合v＝3.2m/s，可求得：IF＝1.04Ns

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，兩根足夠長且平行的光滑金屬導(dǎo)軌所在平面與水平面成α＝53°角，間距為L=0.5m的導(dǎo)軌間接一電阻，阻值為R=2Ω，導(dǎo)軌電阻忽略不計。在兩平行虛線間有一與導(dǎo)軌所在平面垂直的勻強磁場，磁感強度B=0.8T。導(dǎo)體棒a的質(zhì)量為m1＝0.1 kg、電阻為R1＝1 Ω；導(dǎo)體棒b的質(zhì)量為m2＝0.2 kg、電阻為R2＝2Ω，它們分別垂直導(dǎo)軌放置并始終與導(dǎo)軌接觸良好�，F(xiàn)從圖中的M、N處同時將a、b由靜止釋放，運動過程中它們都能勻速穿過磁場區(qū)域，且當(dāng)a剛出磁場時b正好進入磁場。a、b電流間的相互作用不計，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6，取g=10m/s2。求：

(1)導(dǎo)體棒a剛進入磁場時，流過電阻R的電流I；

(2)導(dǎo)體棒a穿過磁場區(qū)域的速度v1；

(3)勻強磁場的寬度d.

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，物塊A、B靜止在光滑的水平面上，質(zhì)量均為1kg，B通過輕彈簧與墻相連，彈簧處于自然伸長狀態(tài)，現(xiàn)給A一個向左的初速度v0=10m/s，使A向B撞去并瞬間鎖定在一起，當(dāng)彈簧被壓縮至最短時解除鎖定，物塊A最終會被反彈出來，則下列說法正確的是（ ）

A. 彈簧能獲得的最大彈性勢能為25J

B. 物塊A最終的速度大小為5m/s

C. 整個過程中物塊B對物塊A產(chǎn)生的沖量大小為15N·s

D. 整個過程中的機械能損失37.5J

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，飛行器繞地球做勻速圓周運動，飛行器中宇航員測得地球相對飛行器的張角為，已知地球表面重力加速度g和地球半徑R，不考慮地球自轉(zhuǎn)，飛行器中宇就員不能確定的是　　

A. 飛行器運行速度大小

B. 飛行器軌道半徑

C. 飛行器的周期

D. 飛行器受地球引力大小

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某興趣小組設(shè)計了一個玩具軌道模型如圖甲所示，將一質(zhì)量為m＝0.5kg的玩具小車（可以視為質(zhì)點）放在P點，用彈簧裝置將其從靜止彈出（彈性勢能完全轉(zhuǎn)化為小車初始動能）使其沿著半徑為r＝1.0m的光滑圓形豎直軌道OAO′運動，玩具小車與水平面PB的阻力為其自身重力的0.5倍（g取10m/s2），PB＝16.0m，O為PB中點。B點右側(cè)是一個高h＝1.25m、寬L＝2.0m的壕溝。求；

（1）要使小車恰好能越過圓形軌道的最高點A，小車在O點受到軌道彈力的大��；

（2）要求小車能安全越過A點，并從B點平拋后越過壕溝，則彈簧的彈性勢能至少為多少？

（3）若在彈性限度內(nèi)，彈簧的最大彈性勢能Epm＝40J，以O點為坐標(biāo)原點，OB為x軸，從O到B方向為正方向，在圖乙坐標(biāo)上畫出小車能進入圓形軌道且不脫離軌道情況下，彈簧彈性勢能Ep與小車停止位置坐標(biāo)x關(guān)系圖。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】用圖示裝置可以檢測霍爾效應(yīng)。利用電磁鐵產(chǎn)生磁場，電流表檢測輸入霍爾元件的電流，電壓表檢測元件輸出的電壓，已知圖中的霍爾元件是半導(dǎo)體，與金屬導(dǎo)體不同，它內(nèi)部形成電流的“載流子”是空穴，空穴可視為能自由移動的帶正電的粒子，圖中的1、2、3、4是霍爾元件上的四個接線端，當(dāng)開關(guān)S1、S2閉合后，電流表A和電表B、C都有明顯示數(shù)，下列說法中正確的是

A. 電表B為電壓表，電表C為電流表

B. 接線端4的電勢低于接線端2的電勢

C. 若增大R1，則電壓表示數(shù)增大

D. 若增大R2，則電壓表示數(shù)減小

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】利用如圖(a)所示的實驗裝置可以測量滑塊與水平桌面之間的動摩擦因數(shù)。將彈簧放置在水平桌面上左端固定右端在O點；在O點右側(cè)的A、B位置各安裝一個光電門。讓帶有遮光片的滑塊壓縮彈簧到某位置C，由靜止釋放滑塊，與兩個光電門都相連的計時器可以顯示出遮光片從A至B所用的時間t。改變光電門B的位置進行多次測量，每次都使滑塊從同一位置由C靜止釋放并用米尺測量AB之間的距離x。記下相應(yīng)的t值，所得數(shù)據(jù)如下表所示。

(1)根據(jù)表中記錄的數(shù)據(jù)空格處應(yīng)填___________；

(2)請在圖(b)給出的坐標(biāo)紙上畫出－t圖線；______

(3)由所畫出的－t圖線可得出滑塊與水平桌面之間的動摩擦因數(shù)μ=___________(重力加速度大小g=9.8m/s2，保留2位有效數(shù)字)；

(4)若保持光電門B的位置不變改變，光電門A的位置重，復(fù)上述實驗。圖中作出的－t圖線可能正確的是__________

A、 B、

C、 D、

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】汽車以額定功率P在平直公路上以速度勻速行駛，在某一時刻突然使汽車的功率變?yōu)?/span>2P，并保持該功率繼續(xù)行駛，汽車最終以速度勻速行駛設(shè)汽車所受阻力不變，則　　

A.

B.

C. 汽車在速度時的牽引力是速度時的牽引力的兩倍

D. 汽車在速度時的牽引力是速度時的牽引力的一半

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某同學(xué)用如圖甲所示裝置探究加速度與合外力關(guān)系實驗。(當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間)

(1)實驗前，先用游標(biāo)卡尺測出遮光片的寬度，讀數(shù)如圖乙所示，則遮光片的寬度d=___________mm。

(2)實驗時，先取下細(xì)線和鉤碼，適當(dāng)墊高長木板沒有定滑輪的一端，將小車輕放在O點，輕推小車使小車沿木板運動，小車通過兩個光電門A、B時，連接光電門的計時器顯示遮光片遙光時間分別為△t1、△t2，如果△t1___________△t2，則表明平衡了摩擦力。平衡好摩擦力后，撤去光電門A，連好細(xì)線，掛上鉤碼；

(3)讓小車從O點由靜止釋放，記錄小車通過光電門時遮光片遮光時間Δt，記錄鉤碼的質(zhì)量m；

(4)改變所掛鉤碼的質(zhì)量，讓小車從O點由靜止釋放，重復(fù)實驗步驟(3)多次；

(5)要求出每次小車運動的加速度，還需要測量的物理量是___________(寫出需要測量的物理量及相成的物理量符號)。要保證細(xì)線的拉力近似等于鉤碼的重量，需要滿足的條件是___________；

(6)為了能通過圖像直觀地得到實驗的結(jié)果，需要作的是___________關(guān)系圖像。

A.(△t)2－m B.△t-m C.－m D. －m

如果作出的圖像為___________，則說明質(zhì)量一定時，加速度與合外力成正比。

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案