精英家教網 > 高中物理 > 題目詳情

【題目】如圖甲所示,足夠長的光滑平行金屬導軌MN、PQ所在平面與水平面成30°角,兩導軌的間距l0.50 m,一端接有阻值R1.0 Ω的電阻.質量m0.10 kg的金屬棒ab置于導軌上,與導軌垂直,電阻r0.25 Ω.整個裝置處于磁感應強度B1. 0 T的勻強磁場中,磁場方向垂直于導軌平面向下.t0時刻,對金屬棒施加一平行于導軌向上的外力F,使之由靜止開始運動,運動過程中電路中的電流隨時間t變化的關系如圖乙所示.電路中其他部分電阻忽略不計,g10 m/s2.求:

(1)4.0 s末金屬棒ab瞬時速度的大;

(2)3.0 s末力F的瞬時功率;

(3)已知04.0 s時間內電阻R上產生的熱量為0.64 J,試計算F對金屬棒所做的功.

【答案】(1)2. 0 m/s (2)1.275 W (3)3.0 J

【解析】

試題(1)由題圖乙可得:t40s時,I08A

根據,EBlv

解得:v20m/s

2)由和感應電流與時間的線性關系可知,金屬棒做初速度為零的勻加速直線運動.

由運動學規(guī)律vat

解得40 s內金屬棒的加速度大小a05 m/s2

對金屬棒進行受力分析,根據牛頓第二定律得:Fmgsin 30°Fma

FBIl

由題圖乙可得,t30 s時,I06 A

解得F03 N,外力F085 N

由速度與電流的關系可知t30 sv15 m/s

根據PFv,解得P1275 W

3)根據焦耳定律:QI2Rt Q′I2rt

解得在該過程中金屬棒上產生的熱量Q′016 J

電路中產生的總熱量為:Q080 J

根據能量守恒定律有:WFΔEpQmv2

ΔEpmgxsin 30°

xat2

解得ΔEp20 J

F對金屬棒所做的功WF30J

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】為了測量某種材料制成的特種電阻絲Rx的電阻率,提供的器材有

A電流表G(內阻Rg=120Ω,滿偏電流Ig=3mA)

B電流表A(內阻約為10Ω,量程為100mA)

C螺旋測微器,刻度尺

D電阻箱R0(0~9999Ω,05A)

E滑動變阻器R(5Ω1A)

F電池組E(6V,005Q)

G一個開關S和導線若干

某同學進行了下列操作:

1用多用電表粗測電阻絲的阻值,當用“×1”擋時發(fā)現指針偏轉角度過小,說明電阻較___________(”),應換為“×10”擋,并重新進行測量時指針位置如圖1所示。

2把電流表G與電阻箱串聯(lián)改裝成量程為6V的電壓表,則電阻箱的阻值應調為R0=__________Ω。

3請用改裝好的電壓表設計一個測量電阻Rx阻值的實驗,根據提供的器材和實驗需要,將圖2中電路圖補充完整______。

4電阻率的計算:測得電阻絲的長度為L,電阻絲的直徑為d,電路閉合后,調節(jié)滑動變阻器的滑片到合適位置,電流表G的示數為I1,電流表A的示數為I2,請用已知量和測量量的字母符號(各量不允許代入數值)寫出計算電阻率的表達式ρ=______________。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,質量為80kg的滑雪運動員,在傾角θ30°的斜坡頂端,從靜止開始勻加速下滑50m到達坡底,用時10s.若g10m/s2,求:

1)運動員下滑過程中的加速度大;

2)運動員到達坡底時的速度大小;

3)運動員受到的阻力大小.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,一小球從某一高度水平拋出后,恰好落在第1級臺階的緊靠右邊緣處,反彈后再次下落至第3級臺階的緊靠右邊緣處。已知小球從第一、二次與臺階相碰之間的時間間隔為0.3s,每級臺階的寬度和高度均為18cm。小球每次與臺階碰撞后速度的水平分量保持不變,而豎直分量大小變?yōu)榕銮暗?/span>1/4,則小球(

A.第一次落點與小球拋出點間的水平距離為0.144m

B.第一次落點與小球拋出點間的豎直距離為0.72m

C.拋出時的初速度為1.0m/s

D.會與第5級臺階相撞

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在坐標原點的波源產生一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波,波速v=10m/s,已知t=2.5s時波剛好傳到x=25m處,此時部分波形圖如圖所示,則下列說法中正確的是(

A.波源開始振動的方向沿y軸正方向

B.P、R兩點相比較在振動時的速度、位移、加速度方向始終相反

C.t=2.5s時開始,質點P再經過0.125s到達平衡位置

D.t=2.5s開始經2.5s,質點S運動的路程為0.50m

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,有四個等量異種電荷,放在正方形的四個頂點處, AB、C、D為正方形四個邊的中點,O為正方形的中心,下列說法中正確的是(

A.A B C D 四個點的電場強度相同

B.O點電場強度不為零

C.將一帶正電的試探電荷勻速從B點沿直線移動到D點,電場力做功為零

D.將一帶正電的試探電荷勻速從A點沿直線移動到C點,試探電荷具有的電勢能增大

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖甲所示,兩根光滑的平行金屬導軌MN、PQ相距d =0.5m,導軌與水平面成=37°放置,斜面內勻強磁場的磁感應強度B1=1T,方向垂直導軌平面向下,質量為m=0.1kg的導體棒ab垂直于MN、PQ放在導軌上,與導軌接觸良好,導軌間接有R=0.5的電阻,其它電阻均不計。整個運動過程中棒ab一直與導軌垂直,取sin37°=0.6。

1)將棒ab由靜止釋放,假設導軌足夠長,求棒ab能到達的最大速度;

2)如圖乙所示,將電阻換成C=2F的電容(擊穿電壓較高),將棒ab由靜止釋放,導體棒運動到QN時的速度v=4m/s,求釋放時棒abQN點的距離;

3)如圖丙所示,在第(2)問的基礎上在Q、N處各接上一根相互平行的足夠長的水平光滑金屬導軌QR、NS,QRPQ在同一豎直面內,在與QN平行的GH邊界右側導軌間有豎直向下的勻強磁場B2=0.5T QG間導軌表面有絕緣光滑膜,棒ab經過QN時速度大小v=4m/s保持不變,求最終電容器上所帶的電量。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】牛頓在1687年出版的《自然哲學的數學原理》中設想,物體拋出的速度很大時,就不會落回地面,它將繞地球運動,成為人造地球衛(wèi)星。如圖所示,將物體從一座高山上的O點水平拋出,拋出速度一次比一次大,落地點一次比一次遠,設圖中A、B、C、D、E是從O點以不同的速度拋出的物體所對應的運動軌道。已知B是圓形軌道,C、D是橢圓軌道,在軌道E上運動的物體將會克服地球的引力,永遠地離開地球,空氣阻力和地球自轉的影響不計,則下列說法正確的是( )

A. 物體從O點拋出后,沿軌道A運動落到地面上,物體的運動可能是平拋運動

B. 在軌道B上運動的物體,拋出時的速度大小為11.2km/

C. 使軌道C、D上物體的運動軌道變?yōu)閳A軌道,這個圓軌道可以過O

D. 在軌道E上運動的物體,拋出時的速度一定等于或大于16.7km/s

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】小明幫媽媽在廚房做菜的時候經常遇到玻璃瓶螺旋瓶蓋擰不開的問題。他通過各種途徑了解到三種開瓶的技巧:(1)將瓶子到過來,一手緊握瓶子,另一手用力拍打瓶底幾下,然后可擰開瓶蓋。(2)如圖所示,用麻繩(或布條)在瓶蓋上繞一圈,設法固定一頭(如系在某固定物上),另一頭讓人拉緊,瓶子與繩垂直。用手緊握瓶子沿繩的方向使力使其平移,則可將瓶蓋擰開。(3)將瓶子倒過來置于碗中,倒少許開水使瓶蓋淹沒,稍待片刻,即可擰開瓶蓋。

1)請分別簡要說明三種方法的物理原理;

2)圖中握瓶子的手應是用力向左推還是用力向右邊拉?

查看答案和解析>>

同步練習冊答案