【題目】如圖1所示,將重物A通過細(xì)繩纏繞在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸上。閉合開關(guān)后,讓重物下落,會發(fā)現(xiàn)小燈泡被點(diǎn)亮。發(fā)電機(jī)內(nèi)部由線框和磁場構(gòu)成,為了研究該問題,我們把它簡化為如圖2中的模型,虛線框內(nèi)存在豎直向上的勻強(qiáng)磁場,導(dǎo)體棒與水平放置的平行導(dǎo)軌始終垂直。導(dǎo)軌間距為L,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,重物質(zhì)量為,導(dǎo)體棒質(zhì)量為,燈泡電阻為R,不考慮燈泡電阻變化,忽略一切摩擦,不計(jì)導(dǎo)軌、導(dǎo)體棒電阻。

1)結(jié)合該簡化模型,說明小燈泡為什么會被點(diǎn)亮;

2)重物加速下落過程中,當(dāng)其速度為v時,求此時導(dǎo)體棒的加速度大。

3)在圖3的坐標(biāo)系中定性畫出回路中電流隨時間變化的規(guī)律,并說明圖線與坐標(biāo)軸圍成的面積的物理意義。

【答案】1)閉合開關(guān)后,重物下落通過細(xì)繩拉動導(dǎo)體棒,導(dǎo)體棒運(yùn)動切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)

電動勢,所以燈會被點(diǎn)亮

2

3)如圖所示:

圖線與坐標(biāo)軸所圍的面積表示這段時間內(nèi)流過導(dǎo)體棒橫截面的電荷量

【解析】

1)根據(jù)導(dǎo)體棒切割磁感線,然后法拉第電磁感應(yīng)定律進(jìn)行分析;

2)對重物和導(dǎo)體棒分別用牛頓第二定律列出方程進(jìn)行求解;

3)結(jié)合(2)進(jìn)行分析,導(dǎo)體棒做加速度減小的加速運(yùn)動,根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律進(jìn)行分析即可;

1)閉合開關(guān)后,重物下落通過細(xì)繩拉動導(dǎo)體棒,導(dǎo)體棒運(yùn)動切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)

電動勢,所以燈會被點(diǎn)亮;

2)導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢為:,則電流為:,

導(dǎo)體棒加速運(yùn)動,根據(jù)牛頓第二定律:

重物:

對導(dǎo)體棒:

聯(lián)立可以得到:;

3)由(2)可知,速度增大,加速度減小,由,可知感應(yīng)電流與速度成正比,回路中電流隨時間變化規(guī)律如圖所示:

由公式可知圖線與坐標(biāo)軸所圍的面積表示這段時間內(nèi)流過導(dǎo)體棒橫截面的電荷量。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】現(xiàn)要測定一個額定電壓為2.5V、額定功率約為0.7W的小燈泡的伏安特性曲線。

1)為了測量的電壓能從零開始,測量誤差較小,請?jiān)谙聢D中連好實(shí)物電路圖______

2)合上開關(guān)前,滑動變阻器的滑動觸頭應(yīng)置于滑動變阻器的______(填左端右端)。

3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),描繪出的U-I圖象如圖所示,由圖可知,當(dāng)燈泡的電壓為1.80V時,小燈泡電阻為______Ω,小燈泡的功率為______W(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,勁度系數(shù)為k的輕彈簧的一端固定在墻上,另一端與置于水平面上質(zhì)量為m的物體接觸(未連接),彈簧水平且無形變。用水平力F緩慢推動物體,在彈性限度內(nèi)彈簧長度被壓縮了x0,此時物體靜止。撤去F后,物體開始向左運(yùn)動,運(yùn)動的最大距離為4x0。物體與水平面間的動摩擦因數(shù)處處相同為μ,重力加速度為g。則()

A. 撤去F后,物體先做加速度a減小的變加速運(yùn)動,再做勻減速運(yùn)動

B. 撤去F后,物體剛開始向左運(yùn)動時的加速度大小為

C. 物體做勻減速運(yùn)動的時間為

D. 物體從開始向左運(yùn)動到速度達(dá)到最大的過程中摩擦力對物體做的功為

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某同學(xué)用如圖甲所示裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律,力傳感器固定在天花板上,細(xì)線一端吊著小球,一端連在力傳感器上傳感器顯示細(xì)線拉力的大小。小球的質(zhì)量為m,當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?/span>g。

(1)實(shí)驗(yàn)開始前,用游標(biāo)卡尺測出小球的直徑,示數(shù)如圖乙所示,則小球的直徑D=________mm。再讓小球處于自然懸掛狀態(tài),測出懸線的長為L。

(2)將小球拉離平衡位置使細(xì)線與豎直方向成一定的張角θ,由靜止釋放小球,使小球在豎直面內(nèi)做往復(fù)運(yùn)動,力傳感器測出懸線的拉力隨時間變化的關(guān)系如圖丙所示,則小球運(yùn)動到最低點(diǎn)時速度的大小為v=________。小球擺到最高點(diǎn)時與最低點(diǎn)的高度差h=________(均用已知和測量物理量的符號表示)

(3)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律成立的表達(dá)式為________________(用已知和測量物理量的符號表示)。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,把一個質(zhì)量m=0. 1kg的小鋼球用細(xì)線懸掛起來,就成為一個擺。懸點(diǎn)O距地面的高度,擺長,將擺球拉至擺線與豎直方向成角的位置由靜止釋放,。不計(jì)細(xì)線質(zhì)量,空氣阻力可以忽略,取重力加速度,。

1)求小球運(yùn)動到最低點(diǎn)時的速度大。

2)求小球運(yùn)動到最低點(diǎn)時細(xì)線對球拉力的大。

3)若小球運(yùn)動到最低點(diǎn)時細(xì)線斷了,小球沿水平方向拋出,求它落地時速度的大小和方向(結(jié)果可保留根號)。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,一質(zhì)量為m的小球,用長為l的輕繩懸掛于O點(diǎn),初始時刻小球靜止于P點(diǎn)。第一次小球在水平拉力F1作用下,從P點(diǎn)緩慢地移動到Q點(diǎn),此時輕繩與豎直方向夾角為θθ<90o),張力大小為FT1;第二次在水平恒力F2作用下,從P點(diǎn)開始運(yùn)動并恰好能到達(dá)Q點(diǎn),在Q點(diǎn)時輕繩中的張力大小為FT2。關(guān)于這兩個過程,下列說法中正確的是(不計(jì)空氣阻力,重力加速度為g)( )

A. 兩個過程中,輕繩的張力均變大

B. 第一個過程中,拉力F1在逐漸變大,且最大值一定大于F2

C. FT1,FT2mg

D. 第二個過程中,重力和水平恒力F2的合力的功率先增大后減小

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖,兩根互相平行的長直導(dǎo)線過紙面上的M、N兩點(diǎn),且與紙面垂直,導(dǎo)線中通有大小相等、方向相反的電流。a、o、bM、N的連線上,oMN的中點(diǎn),c、d位于MN的中垂線上,且ab、cdo點(diǎn)的距離均相等。則下列說法正確的是

A. o點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零

B. ab兩點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等,方向相同

C. c、d兩點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等,方向相反

D. ac兩點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等,方向不同

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在半導(dǎo)體離子注入工藝中,質(zhì)量相等、初速度可忽略的磷離子P+P3+,經(jīng)電壓為U的電場加速后,垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直紙面向里,寬度為d的勻強(qiáng)磁場區(qū)域,P+離子在磁場中轉(zhuǎn)過θ=30°后,從磁場右邊界射出,如圖所示.關(guān)于上述運(yùn)動,下列說法正確的是( 。

A. P+P3+在電場中運(yùn)動的時間之比為31

B. P+P3+在磁場中運(yùn)動的半徑之比為31

C. P+P3+在磁場中運(yùn)動的時間之比為32

D. P+P3+離開磁場時的動能之比為13

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【題目】如圖,一帶電粒子以某速度進(jìn)入水平向右的勻強(qiáng)電場中,在電場力作用下形成圖中所示的運(yùn)動軌跡。MN是軌跡上的兩點(diǎn),其中M點(diǎn)在軌跡的最右邊。不計(jì)重力,下列表述正確的是(  )

A. 粒子帶正電

B. 粒子在M點(diǎn)的速率最大

C. 粒子在電場中的加速度不變

D. 粒子在電場中的電勢能先增大后減小

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