【題目】如圖甲所示,空間存在方向豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=0.5T的勻強(qiáng)磁場,有兩條平行的長直導(dǎo)軌MN、PQ處于同水平面內(nèi),間距L=0.2m,左端連接阻值R=0.4Ω的電阻。質(zhì)量m=0.1kg的導(dǎo)體棒垂直跨接在導(dǎo)軌上,與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)μ=0.2。從t=0時(shí)刻開始,通過一小型電動機(jī)對棒施加一個(gè)水平向右的牽引力,使棒從靜止開始沿導(dǎo)軌方向做加速運(yùn)動,此過程中棒始終保持與導(dǎo)軌垂直且接觸良好。除R以外其余部分的電阻均不計(jì),取重力加速度大小g=10m/s2。若電動機(jī)保持恒定功率輸出,棒的v-t如圖乙所示(其中OA是曲線,AB是水平直線),已知0~10s內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的熱量Q=30J,則求:

(1)導(dǎo)體棒達(dá)到最大速度vm時(shí)牽引力大。

(2)導(dǎo)體棒從靜止開始達(dá)到最大速度vm時(shí)的位移大小。

【答案】(1)0.45N(2)50m

【解析】

(1)當(dāng)導(dǎo)體棒達(dá)到最大速度后,所受合外力為零,沿導(dǎo)軌方向有

F-F-f=0

摩擦力

f=μmg=0.2×0.1×10=0.2N

感應(yīng)電動勢

E=BLvm

感應(yīng)電流

安培力

此時(shí)牽引力

F=F+f=0.45N

(2)變力做功問題不能用功的定義式,在0~10s內(nèi)牽引力是變力但功率恒定,可根據(jù)能量守恒定律求解;

電動機(jī)的功率

P=Fvm=0.45×10=4.5W

電動機(jī)消耗的電能等于導(dǎo)體棒的動能、克服安培力做功產(chǎn)生的焦耳熱與克服摩擦力做功產(chǎn)生的內(nèi)能之和,有

解得位移

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,一光滑水平桌面AB與一半徑為R的光滑半圓形軌道相切于C點(diǎn),且兩者固定不動,一長L為0.8m的細(xì)繩,一端固定于O點(diǎn),另一端系一個(gè)質(zhì)量m1為0.2kg的球.當(dāng)球在豎直方向靜止時(shí),球?qū)λ阶烂娴淖饔昧偤脼榱?現(xiàn)將球提起使細(xì)繩處于水平位置時(shí)無初速釋放 .當(dāng)球m1擺至最低點(diǎn)時(shí),恰與放在桌面上的質(zhì)量m2為0.8kg的小鐵球正碰,碰后m1小球以2m/s的速度彈回,m2將沿半圓形軌道運(yùn)動,恰好能通過最高點(diǎn)D。g=10m/s,求

①m在圓形軌道最低點(diǎn)C的速度為多大?

②光滑圓形軌道半徑 R應(yīng)為多大?

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】甲、乙兩輛汽車沿平直公路同向勻速行駛,甲車在乙車前面,它們之間相距20m,速度均為某時(shí)刻,甲車剎車作勻減速直線運(yùn)動,加速度大小為而乙一直做勻速直線運(yùn)動.從此時(shí)刻起,求:

(1)甲車經(jīng)過多長時(shí)間停止運(yùn)動?

(2)當(dāng)甲車靜止時(shí),甲、乙兩輛汽車之間的距離為多大?

(3)從甲開始剎車時(shí)計(jì)時(shí),經(jīng)多長時(shí)間兩車相遇?

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】20191512時(shí),全長米的復(fù)興號”G9次列車從北京南站16站臺準(zhǔn)時(shí)發(fā)車,16時(shí)36分抵達(dá)上海虹橋站。已知復(fù)興號”G9次列車運(yùn)行時(shí)的速度可達(dá)到,下列說法正確的是

A.北京南站到上海虹橋站的距離為1600km

B.題述中G9次列車運(yùn)行的平均速度

C.復(fù)興號”G9次列車任何情況下都不能被視為質(zhì)點(diǎn)

D.題述中“12時(shí)”“16時(shí)36指的都是時(shí)刻

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,面積為S的單匝圓形金屬線圈與阻值為R的電阻連接成閉合電路,不計(jì)圓形金屬線圈導(dǎo)線的電阻線圈內(nèi)存在一個(gè)方向垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均勻增加且變化率為k的磁場Bt。電阻R兩端并聯(lián)一對平行金屬板M、N,兩板間距為d,N板有側(cè)xOy坐標(biāo)系(坐標(biāo)原點(diǎn)ON板的下端)的第一象限內(nèi),有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場,磁場邊界OAy軸的夾角∠AOy=45°,AOx區(qū)域?yàn)闊o場區(qū)。在靠近M板處的P點(diǎn)由靜止釋放一質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的粒子(不計(jì)重力),經(jīng)過N板的小孔,從點(diǎn)Q0)垂直y軸進(jìn)入第一象限,經(jīng)OA上某點(diǎn)離開磁場,最后垂直x軸離開第一象限。求∶

(1)平行金屬板MN獲得的電壓U;

(2)yOA區(qū)域內(nèi)勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】伽利略為了研究自由落體的規(guī)律,將落體實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為著名的斜面實(shí)驗(yàn)”,對于這個(gè)研究過程,下列說法正確的是()

A.斜面實(shí)驗(yàn)放大了重力的作用,便于測量小球運(yùn)動的路程

B.斜面實(shí)驗(yàn)沖淡了重力的作用,便于運(yùn)動時(shí)間的測量

C.通過對斜面實(shí)驗(yàn)的觀察與計(jì)算,直接得到落體運(yùn)動的規(guī)律

D.根據(jù)斜面實(shí)驗(yàn)結(jié)論進(jìn)行合理的外推,得到落體的運(yùn)動規(guī)律

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,物體P以一定的初速度v沿光滑水平面向右運(yùn)動,與一個(gè)右端固定的輕質(zhì)彈簧相撞,并被彈簧反向彈回.若彈簧在被壓縮過程中始終遵守胡克定律,那么在P與彈簧發(fā)生相互作用的整個(gè)過程中(  )

A. P的加速度大小不斷變化,方向也不斷變化

B. P的加速度大小不斷變化,但方向只改變一次

C. P的加速度大小不斷變化,當(dāng)加速度數(shù)值最大時(shí),速度最小

D. 有一段過程,P的加速度逐漸增大,速度也逐漸增大

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某實(shí)驗(yàn)小組欲精確測量某電阻的阻值,可使用的器材有:

被測電阻Rx,阻值約20Ω左右

電流表A1(量程0.4A,內(nèi)阻r1約為0.5Ω

電流表A2(量程0.1A,內(nèi)阻

電流表A3(量程3.0A,內(nèi)阻r3約為0.1Ω

各種規(guī)格的定值電阻R0若干

滑動變阻器R1(阻值0~5.0Ω);滑動變阻器R2(阻值0~1000.0Ω

電源E(電動勢3V,內(nèi)阻不計(jì))

開關(guān)S;導(dǎo)線若干。

(1)某同學(xué)設(shè)計(jì)了測量電阻Rx的實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示,中應(yīng)選用元件_____中應(yīng)選用元件_____,滑動變阻器應(yīng)選用元件______

(2)為了便于操作、測量準(zhǔn)確,定值電阻R0應(yīng)選用下列的_______;

A5Ω B10Ω C20Ω D30Ω

(3)閉合開關(guān)S調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片P,電流表中示數(shù)設(shè)為I1,電流表中示數(shù)設(shè)為I2,則被測電阻的阻值為:__________(用已知和測量的物理量的符號表示)。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】長度不同的兩根細(xì)繩懸于同一點(diǎn),另一端各系一個(gè)質(zhì)量相同的小球,使它們在同一水平面內(nèi)作圓錐擺運(yùn)動,如圖所示, 則兩個(gè)圓錐擺相同的物理量是(

A. 周期

B. 線速度的大小

C. 向心力

D. 繩的拉力

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