【題目】如圖所示,一對光滑的平行金屬導(dǎo)軌固定在同一水平面內(nèi),導(dǎo)軌間距L=05m,左端接有阻值R=0的電阻,一質(zhì)量m=01kg,電阻r=0的金屬棒MN放置在導(dǎo)軌上,整個(gè)裝置置于豎直向上的勻強(qiáng)磁場中,磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=04T.棒在水平向右的外力作用下,由靜止開始以a=2m/s2的加速度做勻加速運(yùn)動(dòng),當(dāng)棒的位移x=9m時(shí)撤去外力,棒繼續(xù)運(yùn)動(dòng)一段距離后停下來,已知撤去外力前后回路中產(chǎn)生的焦耳熱之比Q1Q2=21.導(dǎo)軌足夠長且電阻不計(jì),棒在運(yùn)動(dòng)過程中始終與導(dǎo)軌垂直且兩端與導(dǎo)軌保持良好接觸.求:

1)棒在勻加速運(yùn)動(dòng)過程中,通過電阻R的電荷量q;

2)撤去外力后回路中產(chǎn)生的焦耳熱Q2;

3)外力做的功

【答案】(14.5C218J354J

【解析】試題分析:(1)設(shè)金屬棒勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為,回路的磁通量的變化量為,回路中的平均感應(yīng)電動(dòng)勢為,由法拉第電磁感應(yīng)定律得其中

設(shè)回路中的平均電流為,由閉合電路歐姆定律得則通過電阻R的電荷量為

聯(lián)立①②③④式,得代入數(shù)據(jù)得

2)設(shè)撤去外力時(shí)金屬棒的速度為v,對于金屬棒的勻加速運(yùn)動(dòng)過程,由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得

設(shè)金屬棒在撤去外力后的運(yùn)動(dòng)過程中安培力所做的功為W,由動(dòng)能定理得

撤去外力后回路中產(chǎn)生的焦耳熱

聯(lián)立⑤⑥⑦式,代入數(shù)據(jù)得

3)由題意知,撤去外力前后回路中產(chǎn)生的焦耳熱之比,可得

在金屬棒運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過程中,外力F克服安培力做功,由功能關(guān)系可知

⑧⑨⑩式得

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】雜技演員表演水流星,在長為0.9 m的細(xì)繩的一端,系一個(gè)與水的總質(zhì)量為m0.5 kg 的盛水容器,以繩的另一端為圓心,在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng),如圖所示,若水流星通過最高點(diǎn)時(shí)的速率為3 m/s,則下列說法正確的是(g10 m/s2)( )

A. “水流星通過最高點(diǎn)時(shí),有水從容器中流出

B. “水流星通過最高點(diǎn)時(shí),繩的張力及容器底部受到的壓力均為零

C. “水流星通過最高點(diǎn)時(shí),處于完全失重狀態(tài),不受力的作用

D. “水流星通過最高點(diǎn)時(shí),繩子的拉力大小為5 N

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在研究機(jī)械能守恒定律時(shí),將小球從距光滑斜軌底面h高處由靜止釋放,使其沿豎的光滑圓形軌道半徑為R的內(nèi)側(cè)運(yùn)動(dòng),如圖所示。

若h =2R,小球 通過圓形軌道最高點(diǎn)填“可能”或“不能”。

選取合適的高度h,使小球能通過圓形軌道最高點(diǎn)。此時(shí)若僅增大小球質(zhì)量,則小球 通過圓形軌道最高點(diǎn)填“能”“不能”或“不一定能”。

心球通過圓形軌道最低點(diǎn)時(shí),對軌道的壓力 重力填“大于”“小于”或“等于”。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,真空中xOy 平面內(nèi)有一束寬度為d 的帶正電粒子束沿x 軸正方向運(yùn)動(dòng),所有粒子為同種粒子,速度大小相等,在第一象限內(nèi)有一方向垂直xOy 平面的有界勻強(qiáng)磁場區(qū)(圖中未畫出),所有帶電粒子通過磁場偏轉(zhuǎn)后都會聚于x 軸上的a 點(diǎn).下列說法中正確的是( )

A. 磁場方向一定是垂直xOy 平面向里

B. 所有粒子通過磁場區(qū)的時(shí)間相同

C. 所有粒子在磁場區(qū)運(yùn)動(dòng)的半徑相等

D. 磁場區(qū)邊界可能是圓

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】水平桌面上有一個(gè)茶杯,下列說法正確的是

A. 茶杯對桌面的壓力就是茶杯的重力

B. 茶杯受到支持力是因?yàn)椴璞南卤砻姘l(fā)生了彈性形變

C. 茶杯對桌面的壓力與桌面對茶杯的支持力是一對平衡力

D. 茶杯對桌面的壓力與桌面對茶杯的支持力是一對作用力和反作用力

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,一交流發(fā)電機(jī)的線圈在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動(dòng),線圈匝數(shù)N100,線圈電阻r3 Ω,abcd0.5 m,bcad0.4 m,磁感應(yīng)強(qiáng)度B0.5 T,電阻R311 Ω,當(dāng)線圈以n300 r/min的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí).求:

(1)感應(yīng)電動(dòng)勢的最大值;

(2)t0時(shí)線圈在圖示位置,寫出此交變電流電動(dòng)勢瞬時(shí)值表達(dá)式;

(3)此電壓表的示數(shù)是多少?

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,從某高度水平拋出一小球,經(jīng)過時(shí)間t到達(dá)地面時(shí),速度與水平方向的夾角為θ,不計(jì)空氣阻力,重力加速度為g。下列說法正確的是

A小球水平拋出時(shí)的初速度大小為gtanθ

B小球在t時(shí)間內(nèi)的位移方向與水平方向的夾角為θ/2

C若小球初速度增大,則平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間變長

D若小球初速度增大,則θ減小

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在國際單位制中,力學(xué)有三個(gè)基本單位,這三個(gè)基本單位所對應(yīng)的物理量分別是(

A. 長度、時(shí)間、質(zhì)量 B. 長度、時(shí)間、速度

C. 力、時(shí)間、質(zhì)量 D. 長度、力、質(zhì)量

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】關(guān)于機(jī)械波,下列說法中正確的是( )
A.機(jī)械波的傳播過程也是傳遞能量的過程
B.機(jī)械波的頻率與波源振動(dòng)的頻率無關(guān)
C.機(jī)械波不能產(chǎn)生干涉、衍射現(xiàn)象
D.機(jī)械波能在真空中傳播

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同步練習(xí)冊答案