【題目】18分)如圖所示,質(zhì)量,電阻,長度的導(dǎo)體棒橫放在U型金屬框架上。框架質(zhì)量,放在絕緣水平面上,與水平面間的動摩擦因數(shù),相距0.4m、相互平行,電阻不計(jì)且足夠長。電阻垂直于。整個(gè)裝置處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場中,磁感應(yīng)強(qiáng)度。垂直于施加的水平恒力,從靜止開始無摩擦地運(yùn)動,始終與保持良好接觸。當(dāng)運(yùn)動到某處時(shí),框架開始運(yùn)動。設(shè)框架與水平面間最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,g10m/s2。

1)求框架開始運(yùn)動時(shí)速度v的大;

2)從開始運(yùn)動到框架開始運(yùn)動的過程中,上產(chǎn)生的熱量,求該過程位移x的大小。

【答案】16m/s

(2) x="1.1m "

【解析】

試題ab向右做切割磁感線運(yùn)動,產(chǎn)生感應(yīng)電流,電流流過MN,MN受到向右的安培力,當(dāng)安培力等于最大靜摩擦力時(shí),框架開始運(yùn)動.根據(jù)安培力、歐姆定律和平衡條件等知識,求出速度.依據(jù)能量守恒求解位移.

解:(1)由題意,最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,則框架受到最大靜摩擦力為:

F=μFNm1+m2g

ab中的感應(yīng)電動勢為:E=Blv

MN中電流為:

MN受到的安培力為:F=IlB

框架開始運(yùn)動時(shí)有:F=F

由上述各式代入數(shù)據(jù),解得:v=6m/s

2)導(dǎo)體棒abMN中感應(yīng)電流時(shí)刻相等,由焦耳定律Q=I2Rt得知,Q∝R

則閉合回路中產(chǎn)生的總熱量:=×0.1J=0.4J

由能量守恒定律,得:Fx=+Q

代入數(shù)據(jù)解得:x=1.1m

答:(1)求框架開始運(yùn)動時(shí)ab速度v的大小為6m/s;

2)從ab開始運(yùn)動到框架開始運(yùn)動的過程中ab位移x的大小為1.1m

練習(xí)冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,在豎直向上磁感應(yīng)強(qiáng)度為勻強(qiáng)磁場中,兩條足夠長光滑平行金屬導(dǎo)軌固定在水平桌面上,間距,電阻不計(jì),勻強(qiáng)磁場方向與導(dǎo)軌平面垂直,金屬棒AB、CD水平放在兩導(dǎo)軌上,相隔為,棒與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸,AB棒質(zhì)量為,CD棒質(zhì)量為,兩金屬棒接入電路的總電阻,若CD棒以的初速度水平向右運(yùn)動,在兩根金屬棒運(yùn)動到兩棒間距最大的過程中,下列說法正確的是  

A. AB棒的最終速度大小為

B. 該過程中電路中產(chǎn)生的熱量為

C. 該過程中通過導(dǎo)體橫截面的電荷量為

D. 兩金屬板的最大距離為

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,一段長為1 m、質(zhì)量為2 kg的通電導(dǎo)體棒用兩等長的懸線懸掛于天花板上.現(xiàn)加一垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場,當(dāng)導(dǎo)體捧中通入I2 A的電流時(shí)懸線的張力恰好為零.g10 m/s2,求:

(1)所加勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小;

(2)如果電流方向不變,通入電流大小變?yōu)?/span>1 A時(shí),磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為多少?此時(shí)一根懸線拉力又為多少?

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】圖甲為《探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象》實(shí)驗(yàn)中所用器材的示意圖,F(xiàn)將電池組、滑動變阻器、帶鐵芯的線圈A、B,電流計(jì)及開關(guān)連接成如圖所示的電路。

(1)電鍵閉合后,下列說法中正確的是____

A.只要將線圈A放在線圈B中就會引起電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)

B.線圈A插入或拔出線圈B的速度越大,電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)的角度越大

C.滑動變阻器的滑片P滑動越快,電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)的角度越大

D.滑動變阻器的滑片P勻速滑動時(shí),電流計(jì)指針不會發(fā)生偏轉(zhuǎn)

(2)在實(shí)驗(yàn)中,如果線圈A置于線圈B中不動,因某種原因,電流計(jì)指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)。這時(shí),線圈B相當(dāng)于產(chǎn)生感應(yīng)電流的“電源”。這個(gè)“電源”內(nèi)的非靜電力是__________。如果是因?yàn)榫圈A插入或拔出線圈B,導(dǎo)致電流計(jì)指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)。這時(shí),是__________轉(zhuǎn)化為電能。

(3)上述實(shí)驗(yàn)中,線圈A、B可等效為一個(gè)條形磁鐵,將線圈B和靈敏電流計(jì)簡化如圖乙所示。當(dāng)電流從正接線柱流入靈敏電流計(jì)時(shí),指針向正接線柱一側(cè)偏轉(zhuǎn)。則乙圖中靈敏電流計(jì)指針向__________其接線柱方向偏轉(zhuǎn)(填:正、負(fù))。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】一理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為10:1,原線圈輸入電壓的變化規(guī)律如圖甲所示,副線圈所接電路如圖乙所示,P為滑動變阻器的觸頭.則

A. 副線圈輸出電壓的頻率為50Hz

B. 副線圈輸出電壓的有效值約為31V

C. P向右移動時(shí),原線圈中的電流變小

D. P向右移動時(shí),負(fù)載R上的功率變大

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,有一個(gè)用折射率為n的透明材料做成的正方體,其底面ABCD為邊長等于2R的正方形,在該正方形ABCD的中心處放置一點(diǎn)光源S,已知真空中光速為c,不考慮光線在界面上多次反射,求:

1)光自光源S出發(fā)到從正方體的四個(gè)側(cè)面(不包括頂面ABCD)射出所能經(jīng)歷的最長時(shí)間.

2)光能從正方體四個(gè)側(cè)面上射出部分的總面積。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】下列情況中的運(yùn)動物體,不能被看成質(zhì)點(diǎn)的是  

A. 研究飛往火星宇宙飛船的最佳運(yùn)行軌道

B. 計(jì)算從北京開往上海的一列火車的運(yùn)行時(shí)間

C. 調(diào)整人造衛(wèi)星的姿態(tài),使衛(wèi)星的照相窗口對準(zhǔn)地面

D. 研究各大行星繞太陽公轉(zhuǎn)的周期

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖,導(dǎo)熱性能良好的水平放置的圓筒形氣缸與一裝有水銀的U形管相連,U形管左側(cè)上端封閉一段長度為15cm的空氣柱,U形管右側(cè)用活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體。開始時(shí)U形管兩臂中水銀面齊平,活塞處于靜止?fàn)顟B(tài),此時(shí)U形管右側(cè)用活塞封閉的氣體體積為490mL,若用力F緩慢向左推動活塞,使活塞從A位置移動到B位置,此時(shí)U形管兩臂中的液面高度差為10cm,已知外界大氣壓強(qiáng)為75cmHg,不計(jì)活塞與氣缸內(nèi)壁間的摩擦,求活塞移動到B位置時(shí)U形管右側(cè)用活塞封閉的氣體體積。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖甲所示,BCP是同一水平面內(nèi)的三個(gè)點(diǎn),沿豎直方向振動的橫波I在介質(zhì)中沿BP方向傳播,PB相距40cm,B點(diǎn)的振動圖象如圖乙所示;沿豎直方向振動的橫波Ⅱ在同一介質(zhì)中沿CP方向傳播,PC相距50cm,C點(diǎn)的振動圖象如圖丙所示.在t=0時(shí)刻,兩列波同時(shí)分別經(jīng)過B、C兩點(diǎn),兩列波的波速都為20cm/s,兩列波在P點(diǎn)相遇,則以下說法正確的是

A兩列波的波長均為20cm

BP點(diǎn)是振幅是為10cm

C4.5s時(shí)P點(diǎn)在平衡位置且向下振動

D波遇到40cm的障礙物將發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象

EP點(diǎn)未加強(qiáng)點(diǎn)振幅為70cm

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