如圖所示,寬L=1m、傾角的光滑平行導(dǎo)軌與電動勢E=3.0V、內(nèi)阻r=0.5的電池相連接,處在磁感應(yīng)強(qiáng)度、方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場中。質(zhì)量m=200g、電阻R=1的導(dǎo)體ab從靜止開始運(yùn)動。不計期于電阻,且導(dǎo)軌足夠長。試計算:
(1)若在導(dǎo)體ab運(yùn)動t=3s后將開關(guān)S合上,這時導(dǎo)體受到的安培力是多大?加速度是多少?
(2)導(dǎo)體ab的收尾速度是多大?
(3)當(dāng)達(dá)到收尾速度時,導(dǎo)體ab的重力功率、安培力功率、電功率以及回路中焦耳熱功率和化學(xué)功率各是多少?
(1)受安培力為:
加速度為:,即導(dǎo)體做勻減速運(yùn)動.
(2)收尾速度
(3)導(dǎo)體ab的重力功率、安培力功率和電功率大小相等,即:
回路中焦耳熱功率和化學(xué)功率分別為:
(1)閉合開關(guān)前,導(dǎo)體ab在3s末的速度為:

導(dǎo)體ab的感應(yīng)電動勢為:

閉合開關(guān)時,導(dǎo)體所受安培力為:

加速度為:,即導(dǎo)體做勻減速運(yùn)動.
(2)當(dāng)a=0時,導(dǎo)體的速度最小,即為收尾速度,有

(3)當(dāng)導(dǎo)體以收尾速度勻速運(yùn)動時,導(dǎo)體ab的重力功率、安培力功率和電功率大小相等,即:
同理,還有:
則電路中的電流為:
所以,回路中焦耳熱功率和化學(xué)功率分別為:
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

現(xiàn)代家庭電器化越來越高,用電安全是一個十分突出的問題.


(1)下表提供了一組部分人的人體電阻平均值數(shù)據(jù):

①表中可看出干燥時電阻大約是潮濕時電阻的________倍.
②在空格中填入對人體加220V電壓后的電流值.
(2)洗衣機(jī)的外殼是金屬的(有許多地方?jīng)]有油漆),如圖(a)表示插頭沒有接地線,外殼與相線(俗稱火線)接觸漏電,手觸及外殼,試在圖中畫出電流通過的路線(假設(shè)此時M為正,N為負(fù)).圖(b)表示插頭中的接地線,接在洗衣機(jī)外殼,此時發(fā)生漏電,試在此圖中畫出電流通過的路線.
(3)電路上有規(guī)格為10A熔絲(俗稱保險絲),如圖(c)用電器R的功率是150W,這時通過熔絲實際電流是多少?一個潮濕的人,手腳觸電,為什么熔絲不會斷(即熔絲不能救人命)?
(4)圖(d)是一種觸電保安器,保安器A處用相線和零線雙股平行繞制成線圈,然后接到用電器,B處有一個輸出線圈,一旦線圈中有電流,經(jīng)放大后便能推動繼電器切斷電源.
試說明:①為什么多開燈不會使保安器切斷電源;②為什么有人“手地”觸電保安器會切斷電源;③該保安器能不能為雙手“相線零線”觸電保安?為什么?
③若人的安全電流是25mA以下,上述哪幾項是十分危險的?
 

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖,abcd是位于豎直平面內(nèi)的正方形閉合金屬線框,金屬線框的質(zhì)量為m,電阻為R,在金屬線框的下方有一勻強(qiáng)磁場區(qū),MN和是勻強(qiáng)磁場區(qū)域的水平邊界,并與線框的bc邊平行,磁場方向與線框平面垂直,現(xiàn)金屬線框由距MN的某一高度從靜止開始下落,下圖2是金屬線框由開始下落到完全穿過勻強(qiáng)磁場區(qū)域瞬間的速度一時間圖象,圖象中坐標(biāo)軸上所標(biāo)出的字母均為已知量,求:

(1)金屬框的邊長;
(2)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度;
(3)金屬線框在整個下落過程中所產(chǎn)生的熱量。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖所示為某種電子秤的原理示意圖,AB為一均勻的滑線變阻器,阻值為R,長度為L,兩邊分別有P1、P2兩個滑動頭,與P1相連的金屬細(xì)桿可在被固定的豎直光滑絕緣桿MN上保持水平狀態(tài),金屬細(xì)桿與托盤相連,金屬細(xì)桿所受重力忽略不計。彈簧處于原長時P1剛好指向A端,若P1、P2間出現(xiàn)電壓時,該電壓經(jīng)過放大,通過信號轉(zhuǎn)換后在顯示屏上顯示出質(zhì)量的大。阎獜椈傻膭哦认禂(shù)為k,托盤自身質(zhì)量為m0,電源的電動勢為E,電源的內(nèi)阻忽略不計,信號放大器、信號轉(zhuǎn)換器和顯示器的分流作用忽略不計.求:
(1)托盤上未放物體時,在托盤的自身重力作用下,P1距A端的距離x1;
(2)在托盤上放有質(zhì)量為m的物體時,P1,距A端的距離x2;
(3)在托盤上未放物體時通常先校準(zhǔn)零點,其方法是:調(diào)節(jié)P2,從而使P1、P2間的電壓為零.校準(zhǔn)零點后,將被稱物體放在托盤上,試推導(dǎo)出被稱物體的質(zhì)量m與P1、P2間電壓U的函數(shù)關(guān)系式.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖所示,兩根水平平行固定的光滑金屬導(dǎo)軌寬為L,足夠長,在其上放里兩根長也為L且與導(dǎo)軌垂直的金屬棒ab和cd,它們的質(zhì)量分別為2m、m,電阻阻值均為R(金屬導(dǎo)軌及導(dǎo)線的電阻均可忽略不計),整個裝置處在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場中.
(1)現(xiàn)把金屬棒ab鎖定在導(dǎo)軌的左端,如圖甲,對 cd施加與導(dǎo)軌平行的水平向右的恒力F,使金屬棒cd向右沿導(dǎo)軌運(yùn)動,當(dāng)金屬棒cd的運(yùn)動狀態(tài)穩(wěn)定時,金屬棒cd的運(yùn)動速度是多大?
(2)若對金屬棒ab解除鎖定,如圖乙,使金屬棒cd獲得瞬時水平向右的初速度v0,當(dāng)它們的運(yùn)動狀態(tài)達(dá)到穩(wěn)定的過程中,流過金屬棒ab的電量是多少?整個過程中ab和cd相對運(yùn)動的位移是多大?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖所示,頂角θ=45°,的金屬導(dǎo)軌 MON固定在水平面內(nèi),導(dǎo)軌處在方向豎直、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中。一根與ON垂直的導(dǎo)體棒在水平外力作用下以恒定速度v0沿導(dǎo)軌MON向左滑動,導(dǎo)體棒的質(zhì)量為m,導(dǎo)軌與導(dǎo)體棒單位長度的電阻均勻為r。導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸點的ab,導(dǎo)體棒在滑動過程中始終保持與導(dǎo)軌良好接觸。t=0時,導(dǎo)體棒位于頂角O處,求:
(1)t時刻流過導(dǎo)體棒的電流強(qiáng)度I和電流方向。
(2)導(dǎo)體棒作勻速直線運(yùn)動時水平外力F的表達(dá)式。
(3)導(dǎo)體棒在0~t時間內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱Q。
(4)若在t0時刻將外力F撤去,導(dǎo)體棒最終在導(dǎo)軌上靜止時的坐標(biāo)x
 

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖所示,ab、cd是兩根固定的豎直光滑的足夠長金屬導(dǎo)軌,導(dǎo)軌上套有一根可滑動的金屬細(xì)棒,整個裝置放在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T的水平勻強(qiáng)磁場中。已知棒長L=10cm,電阻R=0.2Ω,質(zhì)量m=20g,開始時處于靜止?fàn)顟B(tài)。電池電動勢E=1.5V,內(nèi)阻r=0.1Ω,導(dǎo)軌的電阻、空氣阻力均不計,取g=10m/s2。當(dāng)電鍵K閉合后,試求:
(1)棒L的最大加速度;
(2)棒L的最大速度;
(3)棒L達(dá)到最大速度后,棒L發(fā)熱消耗的功率與整個電路消耗的功率之比;
(4)若棒L從靜止到速度達(dá)到最大過程中上升了s=10m,則在這過程中,安培力對棒L所做的功是多少?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖1所示,一水平放置的矩形線圈abcd,在細(xì)長的磁鐵的N極附近豎直下落,保持bc邊在紙外,ad邊在紙內(nèi),從圖中的位置Ⅰ經(jīng)過位置Ⅱ到位置Ⅲ,位置Ⅰ和Ⅲ都很靠近Ⅱ,在這個過程中,線圈中感應(yīng)電流(   )
A.沿abcd流動
B.沿dcba流動
C.由Ⅰ到Ⅱ都是abcd流動,由Ⅱ到Ⅲ是dcba流動
D.由Ⅰ到Ⅱ都是dcba流動,由Ⅱ到Ⅲ是abcd流動

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如下圖所示,空間存在著一個范圍足夠大的豎直向下的勻強(qiáng)磁場,磁場的磁感強(qiáng)度大小為B.邊長為l的正方形金屬框abcd(下簡稱方框)放在光滑的水平地面上,其外側(cè)套著一個與方框邊長相同的U型金屬框架MNPQ(僅有MN、NQ、QP三條邊,下簡稱U型框),U型框與方框之間接觸良好且無摩擦.兩個金屬框每條邊的質(zhì)量均為m,每條邊的電阻均為r

       
小題1:將方框固定不動,用力拉動U型框使它以速度垂直NQ邊向右勻速運(yùn)動,當(dāng)U型框的MP端滑至方框的最右側(cè)(如圖乙所示)時,方框上的bd兩端的電勢差為多大?此時方框的熱功率為多大?
小題2:若方框不固定,給U型框垂直NQ邊向右的初速度,如果U型框恰好不能與方框分離,則在這一過程中兩框架上產(chǎn)生的總熱量為多少?
小題3:若方框不固定,給U型框垂直NQ邊向右的初速度v),U型框最終將與方框分離.如果從U型框和方框不再接觸開始,經(jīng)過時間t后方框的最右側(cè)和U型框的最左側(cè)之間的距離為s.求兩金屬框分離后的速度各多大.

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