如圖9-3-27所示,兩足夠長且間距L=1 m的光滑平行導(dǎo)軌固定于豎直平面內(nèi),導(dǎo)軌的下端連接著一個阻值R=1 Ω的電阻.質(zhì)量為m=0.6 kg的光滑金屬棒MN靠在導(dǎo)軌上,可沿導(dǎo)軌滑動且與導(dǎo)軌接觸良好,整個導(dǎo)軌處在空間足夠大的垂直于平面向里的勻強磁場中,磁感應(yīng)強度B=1 T.現(xiàn)用內(nèi)阻R=1 Ω的電動機牽引金屬棒MN,使其從靜止開始運動直到獲得穩(wěn)定速度,若上述過程中電流表和電壓表的示數(shù)始終保持1 A和8 V不變(金屬棒和導(dǎo)軌的電阻不計,重力加速度g取10 m/s2),求:

圖9-3-27

(1)電動機的輸出功率;

(2)金屬棒獲得的穩(wěn)定速度的大;

(3)若金屬棒從靜止開始運動到獲得穩(wěn)定速度的過程中,棒上升的高度為1 m,該過程中電阻R上產(chǎn)生的電熱為0.7 J,求此過程經(jīng)歷的時間.

(1)7 W。2)1 m/s (3)1 s


解析:

(1)電動機的輸出功率(即繩對金屬棒的拉力功率)為PUI-I2r

代入數(shù)據(jù)得P=7 W.

(2)金屬棒受到拉力、重力、安培力作用,向上做加速度減小的加速運動,當(dāng)加速度減為零時,棒獲得穩(wěn)定速度,此后棒做勻速運動.

此時P=(mgFv

其中

代入數(shù)據(jù)解得v=1 m/s.

(3)此過程根據(jù)能量轉(zhuǎn)化與守恒定律得

解得經(jīng)歷的時間t=1 s.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

某同學(xué)設(shè)計了一種測溫裝置,其結(jié)構(gòu)如圖(a)所示,玻璃泡A內(nèi)封有一定質(zhì)量的氣體,與A相連的細(xì)管B插在水銀槽中,管內(nèi)水銀面的高度x即可反映泡內(nèi)氣體的溫度,即環(huán)境溫度,并可由B管上的刻度直接讀出(B管的體積與A泡的體積相比可略去不計).該同學(xué)在某一恒定的大氣壓下提供不同的環(huán)境溫度對B管進行溫度刻度,測量獲得的數(shù)據(jù)及B管上的溫度刻度如下表所示:
環(huán)境溫度t(℃) -27 0 27 54 81 100
汞柱高x(cm) 25.8 20.4 15 9.6 4.2 0.4
溫度刻度t(℃) -27 0 27 54 81 100
該同學(xué)將上表中環(huán)境溫度t(℃)和汞柱高x(cm)的數(shù)據(jù)輸入圖形計算器,繪制出x-T圖象,如圖(b)所示,請根據(jù)圖象提供的信息:
(1)寫出汞柱高x隨環(huán)境溫度T變化的函數(shù)關(guān)系式
x=75-0.2T
x=75-0.2T

(2)推斷出當(dāng)時的大氣壓強值p0=
75
75
cmHg;
(3)由于大氣壓要隨季節(jié)和天氣變化,所以用這種測溫裝置來測量溫度不可避免地會產(chǎn)生誤差,若有一次測量時大氣壓強p0′比上述大氣壓p0低了1cmHg,那么此次測量的溫度測量值與其實際的真實值相比是
偏大
偏大
(選填“偏大”或“偏小”)的,測量值與真實值差
5
5
℃.

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科目:高中物理 來源: 題型:

為了測量電流表A1的內(nèi)阻,某同學(xué)采用如實圖7-9所示的實驗電路.其中:

實圖7-9

A1是待測電流表,量程為300 μA,內(nèi)阻約為100 Ω;

A2是標(biāo)準(zhǔn)電流表,量程是200 μA;

R1是電阻箱,阻值范圍是0~999.9 Ω;

R2是滑動變阻器;

R3是保護電阻;

E是電池組,電動勢為4 V,內(nèi)阻不計;

S1是單刀單擲開關(guān),S2是單刀雙擲開關(guān).

(1)①實驗中滑動變阻器采用________接法(填“分壓”或“限流”);

②根據(jù)如圖7-3-27所示電路的實物圖,請在下面方框中畫出實驗電路圖.

 (2)請將該同學(xué)的操作補充完整:

①連接好電路,將滑動變阻器R2的滑片移到最________(填“左端”或“右端”);將開關(guān)S2扳到接點a處,接通開關(guān)S1;調(diào)整滑動變阻器R2,使電流表A2的讀數(shù)是150  μA;

②將開關(guān)S2扳到接點b處,________,使電流表A2的讀數(shù)仍是150  μA.

 


③若此時電阻箱各旋鈕的位置如實圖7-10所示,則待測電流表A1的內(nèi)阻Rg=________Ω.

實圖7-10

(3)上述實驗中,無論怎樣調(diào)整滑動變阻器R2的滑片位置,都要保證兩只電流表的安全.在下面提供的四個電阻中,保護電阻R3應(yīng)選用________.(填寫阻值前相應(yīng)的字母)

A.200 kΩ                                                                        B.20 kΩ

C.15 kΩ                                                                          D.150 kΩ

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科目:高中物理 來源: 題型:

輕質(zhì)細(xì)線吊著一質(zhì)量為m=0.32 kg,邊長為L=0.8 m、匝數(shù)n=10的正方形線圈,總電阻為r=1 Ω,邊長為的正方形磁場區(qū)域?qū)ΨQ分布在線圈下邊的兩側(cè),如圖9-2-10甲所示,磁場方向垂直紙面向里,大小隨時間變化如圖9-2-27乙所示,從t=0開始經(jīng)t0時間細(xì)線開始松弛,取g=10 m/s2.求:

圖9-2-10

(1)在前t0時間內(nèi)線圈中產(chǎn)生的電動勢.

(2)在前t0時間內(nèi)線圈的電功率.

(3)t0的值.

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科目:高中物理 來源: 題型:

相距L=1.5 m的足夠長金屬導(dǎo)軌豎直放置,質(zhì)量為m1=1 kg的金屬棒ab和質(zhì)量為m2=0.27 kg的金屬棒cd均通過棒兩端的套環(huán)水平地套在金屬導(dǎo)軌上,如圖9-3-10(a)所示,虛線上方磁場方向垂直紙面向里,虛線下方磁場方向豎直向下,兩處磁場磁感應(yīng)強度大小相同.ab棒光滑,cd棒與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為μ=0.75,兩棒總電阻為1.8 Ω,導(dǎo)軌電阻不計.ab棒在方向豎直向上,大小按圖9-3-10(b)所示規(guī)律變化的外力F作用下,從靜止開始,沿導(dǎo)軌勻加速運動,同時cd棒也由靜止釋放.

圖9-3-10

(1)求出磁感應(yīng)強度B的大小和ab棒加速度的大小;

(2)已知在2 s內(nèi)外力F做功40 J,求這一過程中兩金屬棒產(chǎn)生的總焦耳熱.

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