3.如圖甲所示,水平面內(nèi)有一邊長為2.0m的正方形磁場區(qū)域,在此區(qū)域內(nèi)水平放入一邊長為1.5m的正方形金屬線框abcd,其電阻r1=0.75Ω,線框引出導(dǎo)線組成如圖甲所示的電路,電阻R=2.0Ω,D為一玩具電動機(jī),其內(nèi)阻r2=2.0Ω.t=0s時刻閉合開關(guān)S,同時磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間變化,變化關(guān)系如圖乙所示,電流表的示數(shù)為0.5A,電壓表的示數(shù)為3V,兩表示數(shù)始終不變,不計其余部分的電阻.求:

(1)t=0.5s時正方形金屬線框的ab邊受到的安培力和電阻R的電功率;
(2)玩具電動機(jī)的輸出功率.

分析 (1)由法拉第電磁感應(yīng)定律可求得感應(yīng)電動勢;再由閉合電路歐姆定律可求得電流;由F=BIL可求得安培力;由功率公式可求得R的功率;
(2)根據(jù)P=UI可求得總功率,根據(jù)P=I2r可求得熱功率;則可求得輸出功率.

解答 解:(1)由法拉第電磁感應(yīng)定律得:E=$\frac{△Φ}{△t}$=ks=$\frac{1.5-0.5}{0.5}$×1.5×1.5=4.5V;
由閉合電路歐姆定律得線框中的電流I=$\frac{E-U}{{r}_{1}}$=$\frac{4.5-3}{0.75}$=2A;
t=0.5s時正方形金屬線框的ab邊受到的安培力F=BIL=1.5×2×1.5=4.5N;
電阻R的電流:
IR=2-0.5=1.5A;
R的功率P=IR2R=1.52×2=4.5W.
(2)由題意得電機(jī)的電功率是:P1=UI=3×0.5=1.5W
熱功率是:P2=I2r2=0.52×2=0.5W.
輸出功率是:P2=P1-P2=1.5-0.5=1W.
答:(1)t=0.5s時正方形金屬線框的ab邊受到的安培力為4.5N;電阻R的電功率為4.5W;
(2)玩具電動機(jī)的輸出功率為1W.

點評 本題考查法拉第電磁感應(yīng)定律及閉合電路歐姆定律的應(yīng)用,要注意明確功率公式的正確應(yīng)用.

練習(xí)冊系列答案
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19.如圖所示,從高出地面3m的位置豎直向上拋出一個質(zhì)量為0.1kg的小球,它上升5m后到達(dá)最高點回落,最后到達(dá)地面.以豎直向上為正方向,則以下說法錯誤的是( 。
A.若以地面為坐標(biāo)原點,則拋出點的坐標(biāo)為+3m
B.若以地面為坐標(biāo)原點,則全過程的總位移為-3m
C.若以最高點為零勢能面,則小球在拋出點的重力勢能為-5J
D.若以最高點為零勢能面,則小球在拋出點的機(jī)械能為-5J

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20.如圖所示,靜止的小球沿不同的軌道由同一位置滑到水平桌面上,軌道高度為h,桌面距地面高為H,物體質(zhì)量為m則以下說法正確的是( 。
A.小球沿三種不同軌道下滑到桌面上的過程,重力做功一樣多
B.小球沿曲線軌道下滑到桌面上的過程,重力做功最多
C.以桌面為參考面,小球的重力勢能的減少量為mgh
D.以地面為參考面,小球的重力勢能的減少量為mg(H+h)

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17.在物理學(xué)發(fā)展的過程中,有許多偉大的科學(xué)家做出了突出貢獻(xiàn),關(guān)于科學(xué)家和他們的貢獻(xiàn),下列說法正確的是( 。
A.伽利略通過“理想實驗”得出結(jié)論:運動必具有一定速度,如果它不受力,它將以這一速度永遠(yuǎn)運動下去
B.德國天文學(xué)家開普勒對他導(dǎo)師第谷觀測的行星數(shù)據(jù)進(jìn)行多年研究,得出了萬有引力定律
C.牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律,卡文迪許通過實驗測出了引力常量
D.古希臘學(xué)者亞里士多德認(rèn)為物體下落快慢由它們的重量決定,牛頓利用邏輯推斷使亞里士多德的理論陷入了困境

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

4.如圖所示的曲線表示某一電場的電場線(未表明方向),把一帶電荷量為2×10-8C的正點電荷從A點移至B點時,電場力做了6×10-4J的功,且在B點受到電場力為4×10-6N,試求:
(1)在圖中標(biāo)出每根電場線的方向并求出B的場強(qiáng);
(2)該電荷在A、B兩點中哪一點時的電勢能大,從A點移至B點電勢能改變了多少;
(3)A、B兩點的電勢差是多少?

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

8.如圖所示,OA為一條遵循胡克定律的彈性輕繩,彈性輕繩的一端固定在O點,另一端拴一個物體,物體靜止在水平面上,并對水平面有壓力.B處有一光滑的釘子且與OA垂直,OB為彈性繩子的自然長度,BA的高度為h.現(xiàn)在,用水平力F使物體沿水平面勻速運動,這一過程中,設(shè)水平面對物體的摩擦力的大小為f,對物體的支持力為N.則(  )
A.f不變,N變小,F(xiàn)變大B.f、N不變,F(xiàn)變大
C.f變小,N變小,F(xiàn)變大D.條件不夠,無法判斷

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

15.關(guān)于物體的運動與所受外力的關(guān)系,下列說法正確的是( 。
A.物體的速度為零時,物體處于平衡狀態(tài)
B.物體處于超重狀態(tài),物體必然有豎直向上的速度
C.物體自由下落時,物體對地球沒有作用力
D.運動物體若沒有受到外力作用,將繼續(xù)以同一速度沿直線運動

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12.物體在一對平衡力作用下,處于靜止?fàn)顟B(tài),今保持其中一個力不變而將另一個力先逐漸減小為零,再逐漸恢復(fù)到原來的大小,則在這段時間內(nèi)( 。
A.物體的動量先增大后減小
B.物體的動量一直增大
C.當(dāng)變化的力減為零時,物體的動量變化最大
D.當(dāng)兩個力再次平衡時,物體的動量變化最大

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13.一般教室門上都安裝一種暗鎖,這種暗鎖由外殼A、骨架B、彈簧C(勁度系數(shù)為k)、鎖舌D(傾斜角θ=45°)、鎖槽E,以及連桿、鎖頭等部件組成,如圖1所示.設(shè)鎖舌D與外殼A和鎖槽E之間的摩擦因數(shù)均為μ且受到的最大靜摩擦力 f=μN(N為正壓力).有一次放學(xué)后,當(dāng)某同學(xué)準(zhǔn)備鎖門時,他加最大力時,也不能將門關(guān)上(由于摩擦因數(shù)增大,此種現(xiàn)象稱為自鎖),此刻暗鎖所處的狀態(tài)如圖2所示,P為鎖舌D與鎖槽E之間的接觸點,彈簧由于被壓縮而縮短了x.則(  )
A.鎖舌D與鎖槽E之間的正壓力的大小為$\frac{\sqrt{2}kx}{1-2μ-{μ}^{2}}$
B.鎖舌D與鎖槽E之間的正壓力的大小$\frac{kx}{1-2{μ}^{2}}$
C.出現(xiàn)自鎖現(xiàn)象的最小摩擦因數(shù)為μ=0.414
D.出現(xiàn)自鎖現(xiàn)象的最小摩擦因數(shù)為μ=0.207

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