【題目】如圖甲所示,空間存在方向豎直向下的勻強磁場,MN、PQ是水平放置的平行長直導軌,其間距L=0.2m,連在導軌一端的電阻R=0.4Ω,ab是跨接在導軌上質量m=0.1kg的導體棒.從零時刻開始,對ab施加一個大小為F=0.45N,方向水平向左的恒定拉力,使其從靜止開始沿導軌滑動,滑動過程中棒始終保持與導軌垂直且良好接觸,圖乙是棒的v﹣t圖像,其中AO是圖像在O點的切線,AB是圖像的漸近線.除R以外,其余部分的電阻均不計.設滑動摩擦力等于最大靜摩擦力.已知當棒的位移為10m時,其速度達到了最大速度10m/s.求:
(1)在棒運動10m過程中電阻R上產生的焦耳熱;
(2)磁感強度B的大。
【答案】
(1)
解:由圖乙得起動瞬間:a= = =2.5m/s2
則由牛頓第二定律可知:F﹣f=ma
解得 f=0.2 N
由功能關系可得:
解得:Q=2 J
(2)
解:最終以速度v=10m/s勻速運動,則所受到拉力、摩擦力和安培力的合力為零
F﹣f﹣F安=0
產生的感應電動勢E=BLv;
安培力:F安=BIL
由歐姆定律可知:
聯(lián)立可得:B=0.5 T
【解析】(1)根據(jù)v﹣t圖像的性質可求得加速度,再由牛頓第二定律可求得阻力大小;根據(jù)功能關系即可求得產生的焦耳熱;(2)根據(jù)勻速運動時的速度可求得感應電動勢,由歐姆定律可求得電流,再根據(jù)受力分析,由平衡條件列式,聯(lián)立即可求得磁感應強度.
【考點精析】根據(jù)題目的已知條件,利用焦耳定律的相關知識可以得到問題的答案,需要掌握焦耳定律:Q=I2Rt,式中Q表示電流通過導體產生的熱量,單位是J.焦耳定律無論是對純電阻電路還是對非純電阻電路都是適用的.
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【題目】如圖所示,有一條長為L、質量為m的均勻金屬鏈條,一半長度在光滑斜面上,斜面傾角為θ,另一半長度沿豎直方向下垂在空中,當鏈條從靜止開始釋放后鏈條滑動,以斜面最高點為重力勢能的零點,求:
(1)開始時和鏈條剛好從右側全部滑出斜面時重力勢能各是多大?
(2)此過程中重力勢能減少了多少?
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【題目】如圖,小球套在光滑的豎直桿上,輕彈簧一端固定于O點,另一端與小球相連.現(xiàn)將小球從M點由靜止釋放,它在下降的過程中經過了N點.已知M、N兩點處,彈簧對小球的彈力大小相等,且∠ONM<∠OMN< .在小球從M點運動到N點的過程中( )
A.彈力對小球先做正功后做負功
B.有兩個時刻小球的加速度等于重力加速度
C.彈簧長度最短時,彈力對小球做功的功率為零
D.小球到達N點時的動能等于其在M、N兩點的重力勢能差
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【題目】歐盟和中國聯(lián)合開發(fā)的伽利 略項目建立起了伽利略系統(tǒng)(全球衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)).伽利略系統(tǒng)由27顆運行衛(wèi)星和3顆預備衛(wèi)星組成,可以覆蓋全球,現(xiàn)已投入使用.衛(wèi)星的導航高度為2.4×104km,傾角為56°,分布在3個軌道上,每個軌道面部署9顆工作衛(wèi)星和1顆在軌預備衛(wèi)星,當某顆工作衛(wèi)星出現(xiàn)故障時可及時頂替工作.若某顆預備衛(wèi)星處在略低于工作衛(wèi)星的軌道上,以下說法中正確的是( )
A.預備衛(wèi)星的周期大于工作衛(wèi)星的周期,速度大于工作衛(wèi)星的速度,向心加速度大于工作衛(wèi)星的向心加速度
B.工作衛(wèi)星的周期小于同步衛(wèi)星的周期,速度大于同步衛(wèi)星的速度,向心加速度大于同步衛(wèi)星的向心加速度
C.為了使該顆預備衛(wèi)星進入工作衛(wèi)星的軌道,應考慮啟動火箭發(fā)動機向前噴氣,通過反沖作用從較低軌道上使衛(wèi)星加速
D.三個軌道平面只有一個過地心,另外兩個軌道平面分別只在北半球和南半球
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【題目】關于功率以下說法中正確的是( )
A.據(jù) P= 可知,機器做功越多,其功率就越大
B.據(jù) P=Fv可知,汽車牽引力一定與速度成反比
C.據(jù) P= 可知,知道時間t內機器所做的功,就可以求得這段時間內任一時刻機器做功的功率
D.根據(jù) P=Fv可知,發(fā)動機功率一定時,交通工具的牽引力與運動速度成反比
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【題目】如圖所示蹦蹦球是一種兒童健身玩具,某同學在17℃的室內對蹦蹦球充氣,已知充氣前球的總體積V=2L,壓強為p1=latm,充氣筒每次充入△V=0.2L壓強為l atm的氣體,忽略蹦蹦球體積變化及充氣過程中氣體溫度的變化,球內氣體可視為理想氣體,取阿伏加德羅常數(shù)NA=6.0×1023mol﹣1 .
(i)求充氣多少次可以讓球內氣體壓強增大至p2=3atm;
(ii)已知空氣在p1=l atm、17℃時的摩爾體積為Vmol=24L/mol,求滿足第(1)問的球內空氣分子數(shù)目N.
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【題目】一個物體做平拋運動,它的運動性質是_____(選填“勻變速曲線運動”或“變加速曲線運動”),它在水平方向上的分運動是_____(選填“勻速直線運動”或“勻變速直線運動”);豎直方向上的分運動是_____(選填“勻速直線運動”或“自由落體運動”)。
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【題目】有一質量為m的木塊,從半徑為r的圓弧曲面上的a點滑向b點,如圖所示.如果由于摩擦使木塊的運動速率保持不變,則以下敘述正確的是( )
A.木塊所受的合外力為零
B.因木塊所受的力都不對其做功,所以合外力做的功為零
C.重力和摩擦力的合力做的功為零
D.重力和摩擦力的合力為零
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【題目】電視機的顯像管中,電子束的偏轉是用電偏轉和磁偏轉技術實現(xiàn)的.如圖甲所示,電子槍發(fā)射出的電子經小孔S1進入豎直放置的平行金屬板M、N間,兩板間所加電壓為U0;經電場加速后,電子由小孔S2沿水平放置金屬板P和Q的中心線射入,兩板間距離和長度均為L;距金屬板P和Q右邊緣L處有一豎直放置的熒光屏;取屏上與S1、S2共線的O點為原點,向上為正方向建立x軸.已知電子的質量為m,電荷量為e,初速度可以忽略.不計電子重力和電子之間的相互作用.
(1)求電子到達小孔S2時的速度大小v;
(2)若金屬板P和Q間只存在電場,P、Q兩板間電壓U隨時間t的變化關系如圖乙所示,單位時間內從小孔S1進入的電子個數(shù)為N.電子打在熒光屏上形成一條亮線;每個電子在板P和Q間運動的時間極短,可以認為兩板間的電壓恒定;忽略電場變化產生的磁場.試求在一個周期(即2t0時間)內打到熒光屏單位長度亮線上的電子個數(shù)n.
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