【題目】直流電動(dòng)機(jī)的工作原理可以簡(jiǎn)化為如圖所示的情景，勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向豎直向下，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B；平行金屬軌道MN、PQ，相距為L，固定在水平面內(nèi)；電阻為R的金屬導(dǎo)體棒ab與平行軌道垂放置，且與軌道接觸良好；MP間接有直流電源。閉合開(kāi)關(guān)S，金屬導(dǎo)體棒向右運(yùn)動(dòng)，通過(guò)輕繩豎直提升質(zhì)量為m的物體，重力加速度為g。忽略一切阻力、導(dǎo)軌的電阻和直流電源的內(nèi)阻。

(1)求物體勻速上升時(shí)，通過(guò)導(dǎo)體棒ab的電流大��；

(2)導(dǎo)體棒ab水平向右運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，同時(shí)會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，這個(gè)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)總要削弱電源電動(dòng)勢(shì)的作用，我們稱之為反電動(dòng)勢(shì)。設(shè)導(dǎo)體棒ab向上勻速提升重物的功率為P出，電流克服反電動(dòng)勢(shì)做功的功率為P反，請(qǐng)證明：P出=P反；(解題過(guò)程中需要用到、但題目沒(méi)有給出的物理量，要在解題時(shí)做必要的說(shuō)明)

(3)若通過(guò)電源連續(xù)調(diào)節(jié)MP間的電壓U，物體勻速上升的速度v也將連續(xù)變化，直流電動(dòng)機(jī)所具有這種良好的“電壓無(wú)極變速”調(diào)速性能在許多行業(yè)中廣泛應(yīng)用。請(qǐng)寫(xiě)出物體勻速上升的速度v與電壓U的函數(shù)關(guān)系式。

【答案】（1）；（2）見(jiàn)解析；（3）

【解析】

(1)物體勻速上升，由平衡條件有mg=BIL

解得

(2)設(shè)金屬導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng)速度大小為v，電流為I，則：導(dǎo)體棒ab勻速向上提升重物輸出的機(jī)械功率為P出=mgv，電流克服金屬導(dǎo)體棒反電動(dòng)勢(shì)做功的功率為P反=BILv

又mg=BIL

所以P出=P反得證

(3)設(shè)金屬導(dǎo)體棒兩端連續(xù)可調(diào)的電壓為U，物體勻速上升的速度大小為v。由于反電動(dòng)勢(shì)總要削弱電源電動(dòng)勢(shì)的作用，有：

金屬導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng)有

聯(lián)立解得

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)電阻為r，C為電容器，Ro為定值電阻，電表均為理想電表，R為滑動(dòng)變阻器，閉合開(kāi)關(guān)后燈泡正常發(fā)光，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P向右移動(dòng)時(shí)，下列判斷正確的是

A. 電壓表、電流表示數(shù)均變大，燈泡L將變暗

B. 定值電阻Ro中將有從右向左的電流

C. 電壓表示數(shù)改變量與電流表示數(shù)改變量之比不變

D. 電源輸出功率一定變小

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】以下是書(shū)本上的一些圖片，說(shuō)法正確的是（　�。�

甲 乙 丙 丁

A. 圖甲中，有些火星的軌跡不是直線，說(shuō)明熾熱微粒不是沿砂輪的切線方向飛出的

B. 圖乙中，兩個(gè)影子在x ， y軸上的運(yùn)動(dòng)就是物體的兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)

C. 圖丙中，增大小錘打擊彈性金屬片的力，A球可能比B球晚落地

D. 圖丁中，做變速圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受合外力F在半徑方向的分力大于它所需要的向心力

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖甲所示，將質(zhì)量為的物塊和質(zhì)量為的物塊沿同一半徑方向放在水平轉(zhuǎn)盤(pán)上，兩者用長(zhǎng)為的水平輕繩連接。物塊與轉(zhuǎn)盤(pán)間的最大靜摩擦力均為各自重力的倍，物塊與轉(zhuǎn)軸的距離等于輕繩的長(zhǎng)度，整個(gè)裝置能繞通過(guò)轉(zhuǎn)盤(pán)中心的豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng)。開(kāi)始時(shí)，輕繩恰好伸直但無(wú)彈力，現(xiàn)讓該裝置從靜止開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，使角速度緩慢增大，繩中張力與轉(zhuǎn)動(dòng)角速度的平方的關(guān)系如圖乙所示，當(dāng)角速度的平方超過(guò)時(shí)，物塊、開(kāi)始滑動(dòng)。若圖乙中、，及重力加速度均為已知，下列各式正確的是（ ）

A.B.

C.D.

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】托卡馬克（Tokamak）是一種復(fù)雜的環(huán)形裝置，結(jié)構(gòu)如圖所示。環(huán)心處有一歐姆線圈，四周是一個(gè)環(huán)形真空室，真空室外部排列著環(huán)向場(chǎng)線圈和極向場(chǎng)線圈。當(dāng)歐姆線圈中通以變化的電流時(shí)，在托卡馬克的內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生巨大的渦旋電場(chǎng)，將真空室中的等離子體加速，從而達(dá)到較高的溫度。再通過(guò)其他方式的進(jìn)一步加熱，就可以達(dá)到核聚變的臨界溫度。同時(shí)，環(huán)形真空室中的高溫等離子體形成等離子體電流，與極向場(chǎng)線圈、環(huán)向場(chǎng)線圈共同產(chǎn)生磁場(chǎng)，在真空室區(qū)域形成閉合磁籠，將高溫等離子體約束在真空室中，有利于核聚變的進(jìn)行。已知真空室內(nèi)等離子體中帶電粒子的平均動(dòng)能與等離子體的溫度T成正比，下列說(shuō)法正確的是

A. 托卡馬克裝置中核聚變的原理和目前核電站中核反應(yīng)的原理是相同的

B. 極向場(chǎng)線圈和環(huán)向場(chǎng)線圈的主要作用是加熱等離子體

C. 歐姆線圈中通以恒定電流時(shí)，托卡馬克裝置中的等離子體將不能發(fā)生核聚變

D. 為了約束溫度為T的等離子體，所需要的磁感應(yīng)強(qiáng)度B必須正比于溫度T

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】某自行車(chē)愛(ài)好者在水平面上以如圖姿勢(shì)保持靜止時(shí)，下列說(shuō)法正確的是（　　）

A.地面對(duì)自行車(chē)有向右的摩擦力

B.地面對(duì)自行車(chē)作用力大于自行車(chē)對(duì)地面的作用力

C.地面對(duì)自行車(chē)的支持力小于人和自行車(chē)重力之和

D.人對(duì)自行車(chē)的作用力豎直向下

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】在如圖所示的電路中，E為電源，其內(nèi)阻為r，L為小燈泡（其燈絲電阻可視為不變），R1、R2為定值電阻，R3為光敏電阻，其阻值隨所受照射光強(qiáng)度的增大而減小，V為理想電壓表．若將照射R3的光的強(qiáng)度減弱，則

A.電壓表的示數(shù)增大B.小燈泡消耗的功率減小

C.通過(guò)R2的電流減小D.電源內(nèi)阻的電壓增大

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】2011年以來(lái)我國(guó)高速公路發(fā)生了多起有關(guān)客車(chē)相撞的嚴(yán)重交通事故，原因之一就是沒(méi)有掌握好車(chē)距．據(jù)經(jīng)驗(yàn)豐富的司機(jī)總結(jié)：在高速公路上，一般可按你的車(chē)速來(lái)確定與前車(chē)距離，如車(chē)速為80 km/h，就應(yīng)與前車(chē)保持80 m的距離，以此類推．現(xiàn)有一輛客車(chē)以108 km/h的速度行駛，一般司機(jī)反應(yīng)時(shí)間為0.5 s，反應(yīng)時(shí)間內(nèi)視為勻速運(yùn)動(dòng)，剎車(chē)時(shí)最大加速度為6 m/s2，求：

（1）若司機(jī)發(fā)現(xiàn)前車(chē)因故突然停車(chē)，則從司機(jī)發(fā)現(xiàn)危險(xiǎn)到客車(chē)停止運(yùn)動(dòng)，該客車(chē)通過(guò)的最短路程為多少？并說(shuō)明按經(jīng)驗(yàn)，車(chē)距保持108 m是否可行？

（2）若客車(chē)超載，剎車(chē)最大加速度減為5 m/s2，司機(jī)為趕時(shí)間而超速，速度達(dá)到144 km/h，且晚上疲勞駕駛，反應(yīng)時(shí)間增為1.5 s，則從司機(jī)發(fā)現(xiàn)危險(xiǎn)到客車(chē)停止運(yùn)動(dòng)，客車(chē)通過(guò)的最短路程為多少？并說(shuō)明經(jīng)驗(yàn)是否可靠？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】汽車(chē)在平直公路上以速度v0勻速行駛，發(fā)動(dòng)機(jī)的功率為P，司機(jī)為合理進(jìn)入限速區(qū)，減小了油門(mén)，使汽車(chē)功率立即減小一半并保持該功率繼續(xù)行駛，設(shè)汽車(chē)行駛過(guò)程中所受阻力大小不變，從司機(jī)減小油門(mén)開(kāi)始，汽車(chē)的速度v與時(shí)間t 的關(guān)系如圖所示，則在0～t1時(shí)間內(nèi)下列說(shuō)法正確的是（ ）

A. 汽車(chē)的牽引力不斷減小

B. t=0時(shí)，汽車(chē)的加速度大小為

C. 阻力所做的功為

D. 汽車(chē)行駛的位移為

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