【題目】如圖所示,平行導軌傾斜放置,傾角θ=37°,勻強磁場的方向垂直于導軌平面向上,磁感應強度B=T,質(zhì)量為m=1kg的金屬棒ab垂直放在導軌上,ab與導軌平面間的動摩擦因數(shù)μ=0.25。ab的電阻r=1Ω,平行導軌間的距離L=1m, R1 =R2=4Ω,導軌電阻不計,ab由靜止開始下滑運動x=3.5m后達到勻速。sin37°=0.6,cos37°=0.8.求:
(1)ab在導軌上勻速下滑的速度多大?
(2)ab由靜止到勻速過程中電路產(chǎn)生的焦耳熱為多少?
【答案】(1)4m/s(2)6J
【解析】
(1)ab在導軌上勻速下滑時ab棒受力平衡,推導出安培力與速度的關系,由平衡條件即可求得速度.
(2)根據(jù)能量守恒定律或動能定理求解焦耳熱.
(1)ab由靜止開始下滑,速度不斷增大,對ab受力分析如圖所示:
由牛頓第二定律mgsinθ-μmgcosθ-BIL=ma
可知,ab做加速度減小的加速運動,當加速度減小到零時,速度增加到最大,此后以最大速度做勻速運動.
故ab在導軌上勻速下滑時mgsinθ-μmgcosθ-BIL=0 ①
等效電路如圖所示,:
外電路電阻=4Ω ②
電路中總電阻R總=r+R=5Ω ③
由閉合電路的歐姆定律和法拉第電磁感應定律可知:
電路中的電流 ④
此時的感應電動勢E=BLv ⑤
由①③④⑤解得:ab在導軌上勻速下滑的速度v=4m/s ⑥
(2)由于ab下滑過程速度不斷變化,感應電動勢和電流不恒定,故不能用焦耳定律求焦耳熱.
根據(jù)能量守恒定律,ab減少的重力勢能等于ab增加的動能、克服摩擦力做功產(chǎn)生的內(nèi)能與電路中總的焦耳熱之和,即 ⑩
展開得
解得電路中總的焦耳熱:Q=6J
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,兩塊較大的金屬板A、B相距為d,水平放置并與一電源相連。以下說法正確的是( )
A. 若S保持閉合,將上板A向上平移—小段位移,G 中有a→b的電流
B. 若S保持閉合,將下板B向下平移—小段位移,G 中有b→a的電流
C. 若S保持斷開,將上板A向上平移—小段位移,G中有a→b的電流
D. 若S保持斷開,將下板B向下平移—小段位移,G中有b→a的電流
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖,直角坐標xOy平面內(nèi),有一半徑為R的圓形勻強磁場區(qū)域,磁感應強度的大小為B,方向垂直于紙面向里,邊界與x、y軸分別相切于a、b兩點。一質(zhì)量為m,電荷量為q的帶電粒子從b點沿平行于x軸正方向進入磁場區(qū)域,離開磁場后做直線運動,經(jīng)過x軸時速度方向與x軸正方向的夾角為60°,下列判斷正確的是( )
A. 粒子帶正電 B. 粒子在磁場中運動的軌道半徑為R
C. 粒子運動的速率為 D. 粒子在磁場中運動的時間為
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】關于地球同步衛(wèi)星的下述說法中,正確的是
A. 同步衛(wèi)星要和地球自轉(zhuǎn)同步,它離地面的高度和環(huán)行速率都是確定的
B. 同步衛(wèi)星的角速度和地球自轉(zhuǎn)角速度相同.但同步衛(wèi)星的高度和環(huán)行速率可以選擇
C. 我國發(fā)射的同步衛(wèi)星可以定點在北京上空
D. 同步衛(wèi)星的軌道可以不在地球赤道平面內(nèi)
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示是北斗導航系統(tǒng)中部分衛(wèi)星的軌道示意圖,已知a、b、c三顆衛(wèi)星均做圓周運動,a是地球同步衛(wèi)星,則( )
A. 衛(wèi)星a的角速度小于c的角速度
B. 衛(wèi)星a的加速度大于b的加速度
C. 衛(wèi)星a的運行速度大于第一宇宙速度
D. 衛(wèi)星b的周期大于24h
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,在xoy坐標系中,y>0的范圍內(nèi)存在著沿y軸正方向的勻強電場,在y<0的范圍內(nèi)存在著垂直紙面的勻強磁場(方向未畫出)。現(xiàn)有一質(zhì)量為m,電荷量大小為-q(重力不計)的帶電粒子,以初速度v0(v0沿x軸正方向)從y軸上的a點出發(fā),運動一段時間后,恰好從x軸上的d點第一次進入磁場,然后從O點第—次離開磁場。已知oa=L,od=2L,求
(1)電場強度;
(2)磁感應強度的大小和方向。
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖為湖邊一傾角為30°的大壩的橫截面示意圖,水面與大壩的交點為O.一人站在A點處以速度v0沿水平方向扔小石塊,已知AO=40 m,g取10 m/s2.下列說法正確的是( 。
A. 若石塊不能落入水中,則v0越大,落到斜面上時速度方向與斜面的夾角越大
B. 若石塊不能落入水中,則v0越大,落到斜面上時速度方向與斜面的夾角越小
C. 若石塊能落入水中,則v0越大,落水時速度方向與水平面的夾角越小
D. 若v0=17m/s,則石塊可以落入水中
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】在如圖所示的電路中,燈泡L的電阻大于電源的內(nèi)阻r,閉合電鍵S,將滑動變阻器滑片P向左移動一段距離后,(電壓表和電流表均視為理想)下列結(jié)論正確的是( )
A. 燈泡L變亮 B. 電源的輸出功率變小
C. 電流表讀數(shù)變小 D. 電容器C上電荷量減小
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】某同學要測某新型手機電池的電動勢和內(nèi)阻,設計了如圖甲所示的電路,電路中R0為定值電阻,阻值大小為3.5Ω.
(1)請按電路圖完成圖乙中實物圖的連接_____.
(2)閉合開關S前,應先將實物圖中的滑動變阻器的滑片移到最_____(填“左”或“右”端),電路中定值電阻R0的作用是_____.
(3)閉合S,調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,測出多組電流表和電壓表的值,作出U﹣I圖象如圖丙所示,則電池的電動勢E=_____V,電池的內(nèi)阻r=_____Ω.
(4)本實驗由于存在系統(tǒng)誤差,使得電動勢的測量值比真實值_____(填“大”或“小”),電池內(nèi)阻的測量值比真實值_____(填“大”或“小”).
查看答案和解析>>
湖北省互聯(lián)網(wǎng)違法和不良信息舉報平臺 | 網(wǎng)上有害信息舉報專區(qū) | 電信詐騙舉報專區(qū) | 涉歷史虛無主義有害信息舉報專區(qū) | 涉企侵權(quán)舉報專區(qū)
違法和不良信息舉報電話:027-86699610 舉報郵箱:58377363@163.com