【題目】如圖所示,勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B為0.5T,其方向垂直于傾角θ為30°的斜面向上,絕緣斜面上固定有“”形狀的光滑金屬導(dǎo)軌MPN(電阻忽略不計(jì)),MP和NP長度均為2.5m,MN連線水平,長為3m,以MN的中點(diǎn)O為原點(diǎn),OP為x軸建立一維坐標(biāo)系Ox,一根粗細(xì)均勻的金屬桿CD,長度d為3m,質(zhì)量m為1kg,電阻R為0.3Ω,在拉力F的作用下,從MN處以恒定速度v=1m/s在導(dǎo)軌上沿x軸正向運(yùn)動(dòng)(金屬桿與導(dǎo)軌接觸良好),g取10m/s2.
(1)求金屬桿CD運(yùn)動(dòng)過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢E及運(yùn)動(dòng)到x=0.8m處電勢差UCD;
(2)推導(dǎo)金屬桿CD從MN處運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)過程中拉力F與位置坐標(biāo)x的關(guān)系式;
(3)求金屬桿CD從MN處運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)的全過程產(chǎn)生的焦耳熱.
【答案】(1)-0.6v(2)(3)7.5J
【解析】試題分析:導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢,由幾何關(guān)系求得x=0.8m處的電動(dòng)勢,由歐姆定律即可求得CD之間的電勢差;感應(yīng)電流大小與導(dǎo)體長度無關(guān),則電流恒定,因而由電量表達(dá)式結(jié)合時(shí)間即可求解;當(dāng)導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng),由有效長度可列出安培力大小關(guān)于向下運(yùn)動(dòng)位移的表達(dá)式,根據(jù)安培力與位移成線性關(guān)系,可利用安培力平均值來求出產(chǎn)生焦耳熱。
(1)金屬桿CD在勻速運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢,(l=d),
解得:E=1.5V(D點(diǎn)電勢高)
當(dāng)x=0.8m時(shí),金屬桿在導(dǎo)軌教案的電勢差為零,設(shè)此時(shí)桿在導(dǎo)軌外的長度為,則得,
聯(lián)立并帶入數(shù)據(jù)解得:
由楞次定律判斷D點(diǎn)電勢高,故CD兩端電勢差
(2)桿在導(dǎo)軌間的長度l與位置x的關(guān)系是: ,
對應(yīng)的電阻為
電流為:
桿受安培力為:
根據(jù)平均條件可得,
(3)外力F所做的功等于F-x圖線下所圍成的面積,即
而桿的重力勢能增加量,則有:
故全過程產(chǎn)生的焦耳熱
年級 | 高中課程 | 年級 | 初中課程 |
高一 | 高一免費(fèi)課程推薦! | 初一 | 初一免費(fèi)課程推薦! |
高二 | 高二免費(fèi)課程推薦! | 初二 | 初二免費(fèi)課程推薦! |
高三 | 高三免費(fèi)課程推薦! | 初三 | 初三免費(fèi)課程推薦! |
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】下圖是小車運(yùn)動(dòng)過程中打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的一條紙帶的一部分,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期為T=0.02s,相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)點(diǎn)沒有畫出,請根據(jù)紙帶回答下列問題,計(jì)算結(jié)果均保留三位有效數(shù)字:
(1)請用題目中所給的符號寫出計(jì)算小車加速度的表達(dá)式_______________;
(2)小車加速度的大小為______________m/s2;
(3)b點(diǎn)的速度為__________________m/s ;
(4)下列實(shí)驗(yàn)也可以用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的有_____________
A.驗(yàn)證力的平行四邊形實(shí)驗(yàn) B.驗(yàn)證牛頓第二定律實(shí)驗(yàn)
C.探究動(dòng)能定理實(shí)驗(yàn) D.驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律實(shí)驗(yàn)
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】某探究學(xué)習(xí)小組的同學(xué)要驗(yàn)證“牛頓第二定律”,他們在實(shí)驗(yàn)室組裝了一套如圖所示的裝置,水平軌道上安裝兩個(gè)光電門,小車上固定有力傳感器和擋光板,細(xì)線一端與力傳感器連接,另一端跨過定滑輪掛上砝碼盤,實(shí)驗(yàn)時(shí),調(diào)整軌道的傾角正好能平衡小車所受的摩擦力(圖中未畫出)。
(1)該實(shí)驗(yàn)中小車所受的合力________(填“等于”或“不等于”)力傳感器的示數(shù),該實(shí)驗(yàn)________(填“需要”或“不需要”)滿足砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量;
(2)通過實(shí)驗(yàn)可以獲得以下測量數(shù)據(jù):小車、傳感器和擋光板的總質(zhì)量M,擋光板的寬度d,光電門1和2的中心距離為s.若某次實(shí)驗(yàn)過程中測得力傳感器的讀數(shù)為F,小車通過光電門1和2的擋光時(shí)間分別為t1、t2(小車通過光電門2后,砝碼盤才落地),已知重力加速度為g,則該實(shí)驗(yàn)要驗(yàn)證的表達(dá)式是F=________。
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖,一顆在橢圓軌道Ⅰ上運(yùn)行的地球衛(wèi)星,通過軌道Ⅰ上的近地點(diǎn)P時(shí),短暫點(diǎn)火加速后進(jìn)人同步轉(zhuǎn)移軌道Ⅱ.當(dāng)衛(wèi)星到達(dá)同步轉(zhuǎn)移軌道Ⅱ的遠(yuǎn)地點(diǎn)Q時(shí),再次變軌,進(jìn)入同步軌道Ⅲ.下列說法正確的是
A. 衛(wèi)星在軌道I的P點(diǎn)進(jìn)入軌道Ⅱ機(jī)械能增加
B. 衛(wèi)星在軌道Ⅲ經(jīng)過Q點(diǎn)時(shí)和在軌道Ⅱ經(jīng)過Q點(diǎn)時(shí)速度相同
C. 衛(wèi)星在軌道Ⅲ經(jīng)過Q點(diǎn)時(shí)和在軌道Ⅱ經(jīng)過Q點(diǎn)時(shí)加速度相同
D. 由于不同衛(wèi)星的質(zhì)量不同,因此它們的同步軌道高度不同
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】(1)在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中,某實(shí)驗(yàn)小組準(zhǔn)備了以下實(shí)驗(yàn)器材:
一端帶有定滑輪的長木板、小車、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、復(fù)寫紙、紙帶、帶細(xì)線的小盤、天平(帶砝碼)。還需要選用下列器材中的_________(填寫器材下的字母);
(2)在做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中,某實(shí)驗(yàn)小組用天平稱量得到重錘質(zhì)量m=0.3kg,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作頻率為50Hz,他們在實(shí)驗(yàn)中獲得一條紙帶如圖所示,A、B、C、D、E、F為依次打下的點(diǎn),根據(jù)紙帶上的數(shù)據(jù),可測得打下D點(diǎn)重錘的動(dòng)能=_________J。某同學(xué)計(jì)算發(fā)現(xiàn)A到D點(diǎn)重力勢能的減少量小于D點(diǎn)時(shí)重錘的動(dòng)能,由此他得出結(jié)論:在重錘下落過程中,機(jī)械能不守恒。你認(rèn)為他的觀點(diǎn)是否正確?試說明原因。_____。
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,點(diǎn)電荷A的電荷量為Q,點(diǎn)電荷B的電荷量為q,相距為r.已知靜電力常量為k,求:
(1)電荷A與B之間的庫侖力大;
(2)電荷A在電荷B所在處產(chǎn)生的電場強(qiáng)度大;
(3)移去電荷B后,電荷A在原電荷B所在處產(chǎn)生的電場強(qiáng)度大。
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】某同學(xué)用傳感器來探究摩擦力,他的實(shí)驗(yàn)步驟如下:
①將力傳感器連接到計(jì)算機(jī)上;
②將一質(zhì)量m=3.75kg的木塊置于水平桌面上,用細(xì)繩將木塊和傳感器連接起來;
③沿水平方向拉傳感器,木塊由靜止開始運(yùn)動(dòng),一段時(shí)間后停止拉動(dòng);
④將實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后在屏幕上顯示出如圖所示的圖象.
下列有關(guān)這個(gè)實(shí)驗(yàn)的幾個(gè)說法,其中正確的是( 。
A. 0~6s內(nèi)木塊一直受到靜摩擦力的作用
B. 木塊受到的最大靜摩擦力比滑動(dòng)摩擦力大
C. 木塊與桌面間的最大靜摩擦力為3N
D. 木塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.08
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】1922年英國物理學(xué)家阿斯頓因質(zhì)譜儀的發(fā)明、同位素和質(zhì)譜的研究榮獲了諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng).若速度相同的同一束粒子由左端射入質(zhì)譜儀后的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示,則下列相關(guān)說法中正確的是( )
A. 該束帶電粒子帶負(fù)電
B. 速度選擇器的P1極板帶負(fù)電
C. 在B2磁場中運(yùn)動(dòng)半徑越大的粒子,比荷越小
D. 在B2磁場中運(yùn)動(dòng)半徑越大的粒子,質(zhì)量越大
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】代號為“金色眼鏡蛇”的東南亞地區(qū)最大規(guī)模聯(lián)合軍事演習(xí)是于2011年2月7號在泰國北部清邁開始,期間一美國空降兵從飛機(jī)上跳下,他從跳離飛機(jī)到落地的過程中沿豎直方向運(yùn)動(dòng)的v﹣t圖象如圖所示,則下列說法正確的是( )
A. 0﹣10s內(nèi)空降兵和傘整體所受重力大于空氣阻力
B. 第10s末空降兵打開降落傘,此后做勻減速運(yùn)動(dòng)至第15s末
C. 在第l0s~第15s間空降兵豎直方向的加速度方向向上,大小在逐漸減小
D. 15s后空降兵保持勻速下落
查看答案和解析>>
湖北省互聯(lián)網(wǎng)違法和不良信息舉報(bào)平臺 | 網(wǎng)上有害信息舉報(bào)專區(qū) | 電信詐騙舉報(bào)專區(qū) | 涉歷史虛無主義有害信息舉報(bào)專區(qū) | 涉企侵權(quán)舉報(bào)專區(qū)
違法和不良信息舉報(bào)電話:027-86699610 舉報(bào)郵箱:58377363@163.com