【題目】直線電機(jī)是一種利用電磁驅(qū)動(dòng)原理工作的電動(dòng)機(jī)械，我們可以利用以下簡(jiǎn)單的模型粗淺地理解其工作原理。如圖所示，一半徑為r、電阻為R的細(xì)銅環(huán)質(zhì)量為m，置于水平桌面(圖中未畫出該桌面)的圓孔上（孔徑等于環(huán)內(nèi)徑）。另有一表面光滑的圓柱形磁棒（半徑遠(yuǎn)大于繞制銅環(huán)的導(dǎo)線橫截面的半徑）豎直穿過(guò)圓孔和環(huán)，恰與孔、環(huán)不接觸。磁棒產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向沿半徑方向向外，在環(huán)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，磁棒下端足夠長(zhǎng)，重力加速度為g。

（1）若棒由靜止開始豎直向上運(yùn)動(dòng)，其速度v與位移x的關(guān)系為v = kx（k為已知常量），當(dāng)棒速度為va時(shí)環(huán)恰好對(duì)桌面壓力為零，求va大小和此過(guò)程中環(huán)上產(chǎn)生的焦耳熱Q；

（2）若棒以速度vb（vb>va）豎直向上勻速運(yùn)動(dòng)，環(huán)離開桌面后經(jīng)時(shí)間t達(dá)到最大速度，求此時(shí)間內(nèi)環(huán)上升的高度h大小；

（3）如果保持材料和半徑都不變，僅將繞制銅環(huán)的銅線加粗一些，試分析說(shuō)明第（2）問(wèn)中銅環(huán)增加的動(dòng)能如何變化。

【答案】（1）（2） （3）這段時(shí)間內(nèi)銅環(huán)增加的動(dòng)能增

【解析】（1）

由得

由得

（2）設(shè)環(huán)的最大速度為v，則

同理可得

在時(shí)間t內(nèi)對(duì)環(huán)用動(dòng)量定理，得

由得

（3）設(shè)銅的密度為，電阻率為，銅線的橫截面積為S

由可得

銅環(huán)最大速度不變

由于m增大，所以這段時(shí)間內(nèi)銅環(huán)增加的動(dòng)能增大。

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】起重機(jī)以0.5 m/s的速度將質(zhì)量為300 kg的重物勻速提升了2 m。若g取10 m/s2，此過(guò)程中起重機(jī)

A. 做功3 000 J B. 做功6 000 J

C. 功率是1 500 W D. 功率是6 000 W

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】某理想自耦變壓器接入電路中的示意圖如圖甲所示，圖乙是其輸入電壓u的變化規(guī)律。已知滑動(dòng)觸頭在圖示位置時(shí)原、副線圈的匝數(shù)比為，電阻。下列說(shuō)法正確的是

A. 通過(guò)R的交流電的頻率為100 Hz

B. 電流表A2的示數(shù)為

C. 此時(shí)變壓器的輸入功率為22 W

D. 將P沿逆時(shí)針?lè)较蛞苿?dòng)一些，電流表A1的示數(shù)變小

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，一交流發(fā)電機(jī)的線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈匝數(shù)N＝100匝，線圈電阻r＝3 Ω，ab＝cd＝0.5 m，bc＝ad＝0.4 m，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.5 T，電阻R＝219 Ω，當(dāng)線圈以n＝300 r/min的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)：

⑴求感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值；

⑵t＝0時(shí)刻，線圈在圖示位置，寫出此交變電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式；

⑶此電壓表的示數(shù)是多少？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】氧化錫傳感器主要用于汽車尾氣中一氧化碳濃度的檢測(cè)，它的電阻隨一氧化碳濃度的變化而變化。在如圖所示的電路中，不同的一氧化碳濃度對(duì)應(yīng)著傳感器的不同電阻，這樣顯示儀表（電壓表）的指針就與一氧化碳濃度有了對(duì)應(yīng)關(guān)系，觀察儀表指針就能判斷一氧化碳濃度是否超標(biāo)。有一種氧化錫傳感器，其技術(shù)資料中給出的是傳感器電導(dǎo)（即電阻的倒數(shù)）與一氧化碳濃度C的關(guān)系曲線如右圖所示，則電壓表示數(shù)U0與一氧化碳濃度C之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系應(yīng)該是（ 　）

A. B.

C. D.

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】某課外小組設(shè)計(jì)了一種測(cè)定風(fēng)速的裝置，其原理如圖所示，一個(gè)勁度系數(shù)k＝1300N/m、自然長(zhǎng)度L0＝0.5m的彈簧一端固定在墻上的M點(diǎn)，另一端N與導(dǎo)電的迎風(fēng)板相連，彈簧穿在光滑水平放置粗細(xì)均勻的電阻率較大的金屬桿上，彈簧是由不導(dǎo)電的材料制成的。迎風(fēng)板面積S0＝0.5m2，工作時(shí)總是正對(duì)著風(fēng)吹來(lái)的方向。電路的一端與迎風(fēng)板相連，另一端在M點(diǎn)與金屬桿相連。迎風(fēng)板可在金屬桿上滑動(dòng)，且與金屬桿接觸良好，不計(jì)摩擦。定值電阻R＝1.0Ω，電源的電動(dòng)勢(shì)E＝12V，內(nèi)阻r＝0.5Ω。閉合開關(guān)，沒(méi)有風(fēng)吹時(shí)，彈簧處于自然長(zhǎng)度，電壓表的示數(shù)U1＝3.0V，某時(shí)刻由于風(fēng)吹迎風(fēng)板，待迎風(fēng)板再次穩(wěn)定時(shí)，電壓表的示數(shù)變?yōu)?/span>U2＝2.0V。（電壓表可看作理想表），試分析求解：

(1)此時(shí)風(fēng)作用在迎風(fēng)板上的力的大�。�

(2)假設(shè)風(fēng)（運(yùn)動(dòng)的空氣）與迎風(fēng)板作用后的速度變?yōu)榱�，空氣的密度�?.3kg/m3，求風(fēng)速的大��；

(3)對(duì)于金屬導(dǎo)體，從宏觀上看，其電阻定義為： 。金屬導(dǎo)體的電阻滿足電阻定律： 。在中學(xué)教材中，我們是從實(shí)驗(yàn)中總結(jié)出電阻定律的， 而“金屬經(jīng)典電子論”認(rèn)為，電子定向運(yùn)動(dòng)是一段一段加速運(yùn)動(dòng)的接替，各段加速都是從定向速度為零開始。設(shè)有一段通電金屬導(dǎo)體，其長(zhǎng)為L，橫截面積為S，自由電子電量為e、質(zhì)量為m，單位體積內(nèi)自由電子數(shù)為n，自由電子兩次碰撞之間的時(shí)間為t0。試?yán)媒饘匐娮诱�，從理論上推�?dǎo)金屬導(dǎo)體的電阻。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】下列力學(xué)單位中，屬于基本單位的是(　　)

A. 牛頓 B. 焦耳 C. 瓦特 D. 千克

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】中國(guó)“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是我國(guó)自行研制的全球衛(wèi)星定位與通信系統(tǒng),是繼美國(guó)GPS系統(tǒng)和俄羅斯“格洛納斯”（GLONASS）系統(tǒng)之后第三個(gè)成熟的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)．系統(tǒng)由空間端、地面端和用戶端組成，其中空間端包括5顆地球同步衛(wèi)星和30顆非地球同步衛(wèi)星，以下說(shuō)法正確的是

A. 這5顆地球同步衛(wèi)星的運(yùn)行速度大于第一宇宙速度

B. 這5顆地球同步衛(wèi)星的運(yùn)行周期都與地球自轉(zhuǎn)周期相等

C. 這5顆地球同步衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的加速度大小不一定相同

D. 為避免相撞，不同國(guó)家發(fā)射的地球同步衛(wèi)星必須運(yùn)行在不同的軌道上

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】下列運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，機(jī)械能守恒的是（ ）

A. 跳傘運(yùn)動(dòng)員勻速下降

B. 木塊沿粗糙斜面勻速下滑

C. 小球從高處自由下落（空氣阻力不計(jì)）

D. 在水平路面上，汽車關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)后減速向前滑行

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