【題目】CDEF是水平放置的電阻可忽略的光滑平行金屬導軌,兩導軌距離水平地面高度為H,導軌間距為L,在水平導軌區(qū)域存在方向垂直導軌平面向上的有界勻強磁場(磁場區(qū)域為CPQE),磁感應強度大小為B,如圖所示。導軌左端與一彎曲的光滑軌道平滑連接,彎曲的光滑軌道的上端接有一電阻R。將一阻值也為R的導體棒從彎曲軌道上距離水平金屬導軌高度h處由靜止釋放,導體棒最終通過磁場區(qū)域落在水平地面上距離水平導軌最右端水平距離x處。已知導體棒質量為m,導體棒與導軌始終接觸良好,重力加速度為g。求:

(1)電阻R中的最大電流和整個電路中產(chǎn)生的焦耳熱。

(2)磁場區(qū)域的長度d。

【答案】(1) (2)

【解析】試題分析: (1)由機械能守恒定律計算進入磁場的速度大小,再根據(jù)法拉第電磁感應定律和閉合電路的歐姆定律求解電流強度;根據(jù)平拋運動的知識計算平拋運動的初速度,再根據(jù)能量守恒定律計算整個電路中產(chǎn)生的焦耳熱;(2)由牛頓第二定律得到安培力與加速度關系,利用微元法求解磁場區(qū)域的長度.

(1)由題意可知,導體棒剛進入磁場的瞬間速度最大,產(chǎn)生的感應電動勢最大,感應電流最大

由機械能守恒定律有

解得

由法拉第電磁感應定律得

由閉合電路歐姆定律得

聯(lián)立解得

由平拋運動規(guī)律可得

解得

由能量守恒定律可知整個電路中產(chǎn)生的焦耳熱為

(2)導體棒通過磁場區(qū)域時在安培力作用下做變速運動

由牛頓第二定律得:BIL=ma,,

聯(lián)立解得

兩邊求和得

代入得:

解得:

練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】用如圖所示的電路,測定一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻.電池的內(nèi)阻較小,為了防止在調節(jié)滑動變阻器時造成短路,電路中用一個定值電阻R0起保護作用.除電池、開關和導線外,可供使用的實驗器材還有:

A流表(量程0.6A、3A);

B壓表(量程3V、15V)

C值電阻(阻值1Ω,額定功率5W)

D值電阻(阻值10Ω,額定功率10W)

E動變阻器(陰值范圍0-10Ω,額定電流2A)

F動變阻器(阻值范圍0-100Ω、額定電流1A)

(1)要正確完成實驗,電壓表的量程應選擇______V,電流表的量程應選擇______A;R0應選擇______Ω的定值電阻,R應選擇阻值范圍是______Ω的滑動變阻器.

(2)引起該實驗系統(tǒng)誤差的主要原因是______

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖為火車站裝載貨物的示意圖,AB段是距水平傳送帶裝置高為的光滑斜面,水平段BC使用水平傳送帶裝置,BC,與貨物包的摩擦系數(shù)為,皮帶輪的半徑為,上部距車廂底水平面的高度。設貨物包由靜止開始從A點下滑,經(jīng)過B點的拐角處無能量損失,通過調整皮帶輪(不打滑)的轉動角速度可使貨物包經(jīng)C點被水平拋出后落在車廂上的不同位置(車廂足夠長,貨物包不會撞到車廂壁),取

(1)當皮帶輪靜止時,請判斷貨物包能否在C點被水平拋出,若不能,請說明理由;若能,請算出貨物包在車廂內(nèi)的落點到C點的水平距離;

(2)當皮帶輪以角速度順時針勻速轉動時,求貨物包在車廂內(nèi)的落點到C點的水平距離.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】將一正電荷從無窮遠處移向電場中M點,電場力做功為6.0×10-9J,若將一個等量的負電荷從電場中N點移向無窮遠處,電場力做功為7.0×10-9J,則MN兩點的電勢φM、φN有如下關系 ( )

A. MN0 B. NM0

C. NM0 D. MN0

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】(1)在“探究平拋運動的運動規(guī)律”的實驗中,可以描繪出小球平拋運動的軌跡,實驗簡要步驟如下:

A.讓小球多次從_____________位置滾下,記下小球碰到鉛筆筆尖的一系列位置.

B.按圖安裝好器材,注意__________________________,記下平拋初位置O點和過O點的豎直線.

C.取下白紙,以O為原點,以豎直線為y軸建立坐標系,用平滑曲線畫平拋運動物體的軌跡.

完成上述步驟,將正確的答案填在橫線上.

利用描跡法描出小球的運動軌跡,建立坐標系,測出軌跡曲線上某一點的坐標x和y,根據(jù)公式:x=________    和y=________ ,就可求得 ,即為小球做平拋運動的初速度.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】下列說法中正確的是(  )

A. 點電荷就是體積很小的帶電體

B. 電場中P點的場強方向為試探電荷在該點受到的電場力的方向

C. 根據(jù),設想當時得出

D. A電荷受到B電荷的作用,是B電荷的電場對A電荷的作用

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】2016年底以來,共享單車風靡全國各大城市,如圖所示,單車的車鎖內(nèi)集成了嵌入式芯片、GPS模塊和SIM卡等,便于監(jiān)控單車在路上的具體位置。用戶僅需用手機上的客戶端軟件(APP)掃描二維碼,即可自動開鎖,騎行時手機APP上能實時了解單車的位置;騎行結束關鎖后APP就顯示計時、計價、里程等信息。此外,單車能夠在騎行過程中為車內(nèi)電池充電,滿足定位和自動開鎖等過程中的用電。根據(jù)以上信息判斷下列說法正確是(

A. 單車的位置信息是借助北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)準確定位的

B. 單車是利用電磁感應原理實現(xiàn)充電的

C. 由手機APP上的顯示信息,可求出騎行的平均速度

D. 單車在被騎行過程中受到地面的摩擦力表現(xiàn)為阻力

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,在光滑的固定斜面上有四個完全相同的小球1、2、3、4從頂端滑到底端,球1沿斜面從靜止開始自由下滑;球2沿斜面上的光滑槽由靜止開始下滑;球3以水平初速度v0沿斜面拋出,沿斜面運動;球4由靜止開始沿斜面上的光滑槽運動,且槽的形狀與球3的運動軌跡相同。關于小球在斜面上運動時間和到達底端速度的大小,下列說法正確的是

A.球3運動的時間與球4運動的時間相同

B.球2運動的時間大于球3運動的時間

C.球4到達底端速度的大小大于球1到達底端速度的大小

D.球3到達底端的速度最大

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖()所示,在傾角的光滑固定斜面上有一勁度系數(shù)的輕質彈簧,彈簧下端固定在垂直于斜面的擋板上,彈簧上端拴接一質量的物體,初始時物體處于靜止狀態(tài).取

)求此時彈簧的形變量

)現(xiàn)對物體施加沿斜面向上的拉力,拉力的大小與物體位移的關系如圖()所示,設斜面足夠長.

.分析說明物體的運動性質并求出物體的速度與位移的關系式;

.若物體位移為時撤去拉力,在圖()中做出此后物體上滑過程中彈簧彈力的大小隨形變量的函數(shù)圖像;并且求出此后物體沿斜面上滑的最大距離以及此后運動的最大速度

a b c

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