【題目】如圖所示,電阻r=0.3Ω,質(zhì)量m=0.1kg的金屬棒CD垂直靜置在位于水平面上的兩條平行光滑金屬導(dǎo)軌上,棒與導(dǎo)軌間接觸良好,導(dǎo)軌電阻不計,導(dǎo)軌左端接有R=0.5Ω的電阻,有一理想電壓表接在電阻R的兩端,垂直導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場向下穿過導(dǎo)軌平面.現(xiàn)給金屬棒加一水平向右的恒定外力F,觀察到電壓表的示數(shù)逐漸變大,最后穩(wěn)定在1.0V,此時導(dǎo)體棒的速度為2m/s.(g=10m/s2

(1)拉動金屬棒的外力F多大?在此過程中金屬棒的最大加速度為多大?

(2)當(dāng)金屬棒的加速度為其最大加速度的一半時,電壓表的示數(shù)多大

(3)當(dāng)電壓表讀數(shù)穩(wěn)定后某一時刻,撤去外力F,求此后電阻R上產(chǎn)生的熱量是多少?

【答案】(1) (2)U=0.5V (3)

【解析】試題分析】(1)根據(jù)閉合電路歐姆定律求出感應(yīng)電動勢,由安培力公式F=BIL求得安培力大小,由于棒勻速運(yùn)動,拉力與安培力二力平衡,即可求解;(2)根據(jù)加速度的大小,結(jié)合牛頓第二定律和安培力的表達(dá)式求出金屬棒的速度,根據(jù)切割產(chǎn)生的電動勢公式,結(jié)合歐姆定律求出電壓表的示數(shù).(3)撤去外力F,棒在安培力作用下做減速運(yùn)動,最終停止運(yùn)動,由能量守恒定律即可求解.

(1)設(shè)CD桿產(chǎn)生的電動勢為E,電流表的示數(shù)為I

則對R研究,可知:

棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E=BLv

由閉合電路歐姆定律有:

得:

設(shè)CD桿受到的拉力為F,則安培力大小FA=BIL=0.8×2N=1.6N

因為穩(wěn)定時棒勻速運(yùn)動,則有F=FA=1.6N

則加速度的最大值

(2)當(dāng)加速度為最大加速度一半時,a=8m/s2

根據(jù)牛頓第二定律有:

代入數(shù)據(jù)解得v=1m/s

電壓表的示數(shù)

(3)由能量守恒,回路中產(chǎn)生的電熱Q等于CD棒動能的減少量

電阻R上產(chǎn)生的電熱

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】1)螺旋測微器的讀數(shù)__________mm,游標(biāo)卡尺的讀數(shù)______________cm

2)某研究小組收集了兩個電學(xué)元件:電阻R0(約為20 )和手機(jī)中的鋰電池(E 的標(biāo)稱值為3.7V,

最大放電電流為600mA)。實驗室備有如下器材:

A.電壓表V(量程3V,內(nèi)阻RV 約為4.0kΩ);

B.電流表A1(量程150mA ,內(nèi)阻RA1 約為3Ω);

C.電流表A2(量程3A,內(nèi)阻RA2 約為0.2Ω);

D.滑動變阻器R1(量程,最大電流1A);

E.電阻箱R2(99.9Ω);

F.開關(guān)S 一只、導(dǎo)線若干.

1為測定電阻R0 的阻值,該小組設(shè)計了一測量電路,與其對應(yīng)的實物連接如圖1,圖中的電流表A應(yīng)選__________(選填“ A1“ A2”),并將實物連線補(bǔ)充完整;

2為測量鋰電池的電動勢E 和內(nèi)阻r,該小組設(shè)計了如圖2 所示的電路圖。根據(jù)測量數(shù)據(jù)作出圖線如圖3 所示。若該圖線的斜率為K, 縱軸截距為b, 則該鋰電池的電動勢E=___________,內(nèi)阻r=___________。(k、b R2 表示)

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】為測定干電池的電動勢和內(nèi)阻,實驗室提供的實驗器材如下:

A.完全相同的干電池2節(jié),每節(jié)干電池的電動勢為1.5V左右,內(nèi)阻較小

B.電流表A1(量程為0.6A,內(nèi)阻約0.5Ω)

C.滑動變阻器R3(010Ω10A)

D.滑動變阻器R4(0100Ω,1A)

E.電流表G(量程為3.0mA,Rg=10Ω)

F.定值電阻R1=990Ω

G.定值電阻R2=90Ω

H.定值電阻R0=3.0Ω

I.開關(guān)S和導(dǎo)線若干

(1)由于兩節(jié)干電池的內(nèi)阻較小,現(xiàn)將定值電阻R0=3.0Ω與兩節(jié)干電池串聯(lián)后作為一個整體進(jìn)行制量,在進(jìn)行實驗時,滑動變阻器應(yīng)選用其中的_____,定值電阻FG應(yīng)選用其中的_____.(填寫實驗器材前的字母)

2)在如圖甲所示的虛線框中補(bǔ)充完整本實驗電路的原理圖.________

3)根據(jù)實驗測得的數(shù)據(jù)作出I2-I1圖線,如圈乙所示,其中I2為通過電流表G的電流,I1為通過電流表A1的電流。根據(jù)該圖線可知每節(jié)干電池的電動勢為______V,內(nèi)阻為____Ω.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,一根不可伸長的輕繩兩端分別系著小球A和物體B,跨過固定于斜面體頂端的光滑小滑輪O,傾角為30°的斜面位于水平地面上。A的質(zhì)量為m,B 的質(zhì)量為4m,開始時,用手托住A,使OA段繩恰處于水平伸直狀態(tài)(繩中無拉力),OB繩平行于斜面,此時B靜止不動。將A由靜止釋放,在其下擺過程中,斜面體始終保持靜止,下列判斷中正確的是 (   )

A. 物塊B受到的摩擦力先減小后增大

B. 地面對斜面體的摩擦力方向一直向右

C. 小球A的機(jī)械能守恒

D. 小球A的機(jī)械能不守恒,A、B系統(tǒng)的機(jī)械能守恒

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,甲圖表示某物體在x軸方向上的分速度的v-t的圖象,乙圖表示該物體在y軸方向上的分速度的v-t圖象

(1)物體在t=0時的速度;

(2)t=8s時物體的速度;

(3)t=4 s時物體的位移.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,實線為不知方向的三條電場線,從電場中M點以相同速度飛出a、b兩個帶電粒子,運(yùn)動軌跡如圖中虛線所示,則

A. a b一定帶異種電荷

B. a的速度將減小,b的速度將增加

C. a的加速度增大,b的加速度減小

D. 兩個粒子的電勢能一個增加一個減小

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,兩個相同的半圓形光滑絕緣軌道分別豎直放置在勻強(qiáng)電場E和勻強(qiáng)磁場B中,軌道兩端在同一高度上,兩個相同的帶正電小球a、b同時從軌道左端最高點由靜止釋放,且在運(yùn)動中始終能通過各自軌道的最低點M、N,則( )

A.兩小球某次到達(dá)軌道最低點時的速度可能有vN=vM

B.兩小球都能到達(dá)軌道的最右端

C.小球b第一次到達(dá)N點的時刻與小球a第一次到達(dá)M點的時刻相同

D.a(chǎn)小球受到的電場力一定不大于a的重力,b小球受到的最大洛倫茲力可能大于b的重力

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,某人正通過定滑輪將質(zhì)量為m的貨物提升到高處,滑輪的質(zhì)量和摩擦均不計,貨物獲得的加速度a與繩子對貨物豎直向上的拉力T之間的函數(shù)關(guān)系如圖乙所示。g表示當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣,由圖可以判斷()

A. 圖像與縱軸的交點M的值aM=-g

B. 圖像與橫軸的交點N的值TN=mg1

C. 圖像的斜率等于物體的質(zhì)量m

D. 圖像的斜率等于物體質(zhì)量的倒數(shù)

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度,下列說法正確的是(  。

A. 可知,BF成正比與IL成反比

B. 通電導(dǎo)線受安培力不為零的地方一定存在磁場,通電導(dǎo)線不受安培力的地方一定不存在磁場(即B=0

C. 通電導(dǎo)線放在磁場中的某點,那點就有磁感應(yīng)強(qiáng)度,如果將通電導(dǎo)線拿走,那點的磁感應(yīng)強(qiáng)度就為零

D. 磁場中某一點的磁感應(yīng)強(qiáng)度由磁場本身決定的,其大小和方向是唯一確定的,與通電導(dǎo)線無關(guān)

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