【題目】許多電磁現(xiàn)象可以用力的觀點(diǎn)來分析,也可以用動(dòng)量、能量等觀點(diǎn)來分析和解釋。

1如圖1所示,足夠長(zhǎng)的平行光滑金屬導(dǎo)軌水平放置,導(dǎo)軌間距為L(zhǎng) ,一端連接阻值為R的電阻。導(dǎo)軌所在空間存在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。質(zhì)量為m、電阻為r的導(dǎo)體棒MN放在導(dǎo)軌上,其長(zhǎng)度恰好等于導(dǎo)軌間距,與導(dǎo)軌接觸良好。在平行于導(dǎo)軌、大小為F的水平恒力作用下,導(dǎo)體棒從靜止開始沿導(dǎo)軌向右運(yùn)動(dòng)。

a當(dāng)導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)的速度為v時(shí),求其加速度a的大;

b已知導(dǎo)體棒從靜止到速度達(dá)到穩(wěn)定所經(jīng)歷的時(shí)間為t,求這段時(shí)間內(nèi)流經(jīng)導(dǎo)體棒某一橫截面的電荷量q

2在如圖2所示的閉合電路中,設(shè)電源的電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻為r,外電阻為R,其余電阻不計(jì),電路中的電流為I。請(qǐng)你根據(jù)電動(dòng)勢(shì)的定義并結(jié)合能量轉(zhuǎn)化與守恒定律證明:。

【答案】1 ;2見解析。

【解析】

試題分析:1a當(dāng)導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)的速度為v時(shí),

電路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為 電流為

導(dǎo)體棒所受的安培力為

根據(jù)牛頓第二定律可得:

聯(lián)立①②③④式可得: 7分

b設(shè)導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定的速度為vm,令⑤式中的,v=vm 可得:

設(shè)某段極短的時(shí)間內(nèi),電路的電流為i,則安培力在這段時(shí)間內(nèi)的沖量為BiL,在時(shí)間t內(nèi),根據(jù)動(dòng)量定理有:

其中,

聯(lián)立⑥⑦式可得: 6分

2根據(jù)電動(dòng)勢(shì)的定義有:

時(shí)間t 內(nèi)通過電路的電荷量為:q=It

根據(jù)能量守恒定律,非靜電力做的功應(yīng)該等于內(nèi)外電路產(chǎn)生焦耳熱的總和。

即: W = Q+Q內(nèi)

在時(shí)間t內(nèi):Q= I2Rt Q內(nèi)= I2rt

聯(lián)立⑨⑩ 式可得:EIt = I2Rt+I2rt

整理后可得: 5分

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】勻強(qiáng)電場(chǎng)方向水平向右,帶電小球在圖示水平位置輕繩剛好拉直,由靜止開始釋放。已知小球所受電場(chǎng)力大小等于重力大小,不考慮空氣阻力,則

A開始一段時(shí)間內(nèi)小球可能做變速圓周運(yùn)動(dòng)

B開始一段時(shí)間內(nèi)小球可能做勻變速直線運(yùn)動(dòng)

C整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中小球電勢(shì)能與機(jī)械能之和一定不變

D小球運(yùn)動(dòng)至左側(cè)時(shí)最高點(diǎn)一定低于釋放位置

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】玻璃上不附著水銀,發(fā)生這種不浸潤(rùn)現(xiàn)象的原因是:( )
A.水銀具有流動(dòng)性
B.玻璃表面光滑
C.水銀與玻璃接觸時(shí),附著層里水銀分子受到玻璃分子的吸引較強(qiáng)
D.水銀與玻璃接觸時(shí),附著層里的分子比水銀內(nèi)部稀疏

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】關(guān)于電勢(shì)差和電場(chǎng)力作功的說法中,正確的是

A電勢(shì)差的大小由電場(chǎng)力在兩點(diǎn)間移動(dòng)電荷做的功和電荷的電量決定

B電場(chǎng)力在兩點(diǎn)間移動(dòng)電荷做功多少由兩點(diǎn)間的電勢(shì)差和該電荷的電量決定

C電勢(shì)差是矢量,電場(chǎng)力作的功是標(biāo)量

D在勻強(qiáng)電場(chǎng)中與電場(chǎng)線垂直方向上任意兩點(diǎn)的電勢(shì)差不一定為零

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在物理學(xué)的重大發(fā)現(xiàn)中,科學(xué)家總結(jié)出了許多物理學(xué)方法,如:理想實(shí)驗(yàn)法、控制變量法、極限思想法、類比法、科學(xué)假說法和建立理想模型法等,以下關(guān)于物理學(xué)研究方法的敘述不正確的是( )

A. 根據(jù)速度的定義式,當(dāng)非常小時(shí),就可以表示物體在t時(shí)刻的瞬時(shí)速度,該定義運(yùn)用了極限思想法

B. 用比值法定義了速度、加速度、位移這三個(gè)物理量

C. 在推導(dǎo)勻變速直線運(yùn)動(dòng)位移公式時(shí),把整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程等分成很多小段,每一小段近似看做勻速直線運(yùn)動(dòng),然后把各小段的位移相加,這里運(yùn)用了微元法

D. 引入平均速度、重心的概念運(yùn)用了等效替代法

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某一物體各向同性,可以判斷它:( )
A.一定是非晶體
B.一定是多晶體
C.不一定是單晶體
D.不一定是多晶體

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【題目】下列說法中正確的是( 。
A.研究從北京開往上海的一列火車的運(yùn)動(dòng)時(shí)間時(shí),可把火車看成是質(zhì)點(diǎn)
B.轉(zhuǎn)動(dòng)著的物體是不可以看成質(zhì)點(diǎn)的
C.說“太陽從東方升起”是以太陽為參考系的
D.學(xué)校作息時(shí)間表上的數(shù)字均表示時(shí)間

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【題目】在現(xiàn)代科學(xué)實(shí)驗(yàn)和技術(shù)設(shè)備中,可以通過施加適當(dāng)?shù)碾妶?chǎng)、磁場(chǎng)來改變或控制帶電粒子的運(yùn)動(dòng),F(xiàn)用電場(chǎng)或磁場(chǎng)來控制質(zhì)量為m 、電荷量為q 的正電荷的運(yùn)動(dòng)。如圖1 所示,在xOy 平面內(nèi)有一點(diǎn)P,OPx軸夾角θ45°,且OPl,不計(jì)電荷的重力。

1)若該電荷以速度v0O 點(diǎn)沿x 軸正方向射出,為使電荷能夠經(jīng)過P 點(diǎn),a.若在整個(gè)空間只加一平行于y 軸方向的勻強(qiáng)電場(chǎng),求電場(chǎng)強(qiáng)度E 的大小和方向;

b.若在整個(gè)空間只加一垂直于xOy平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng),求磁感應(yīng)強(qiáng)度B 的大小和方向。

2)若整個(gè)空間同時(shí)存在(1)中的電場(chǎng)和磁場(chǎng),某時(shí)刻將該電荷從O 點(diǎn)由靜止釋放,該電荷能否再次回到O 點(diǎn)?請(qǐng)你在圖2 中大致畫出電荷的運(yùn)動(dòng)軌跡。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,平行板電容器與電源電壓為E的直流電源連接,下極板接地。一帶電油滴位于電容器中的P點(diǎn)且恰好處于平衡狀態(tài),F(xiàn)將平行板電容器的上極板豎直向下移動(dòng)一小段距離,則

A.帶負(fù)電的油滴將沿豎直方向加速向上運(yùn)動(dòng)

B.P點(diǎn)的電勢(shì)將降低

C.帶電油滴的電勢(shì)能將減少

D.電容器的電容減小,且極板帶電荷量減小

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