【題目】如圖甲所示,空間存在B0.5T方向豎直向下的勻強磁場。MNPQ是相互平行的粗糙的長直導(dǎo)軌,處于同一水平面內(nèi),其間距L0.2m,電阻R0.4Ω;ab是垂直跨接在導(dǎo)軌上質(zhì)量m0.1kg的導(dǎo)體棒,它與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)μ0.2。從t0時刻開始,通過一小型電動機對ab棒施加一個水平向左的牽引力F,使其從靜止開始沿導(dǎo)軌做加速運動,此過程中導(dǎo)體棒始終保持與導(dǎo)軌垂直且接觸良好。圖乙是導(dǎo)體棒的速度時間圖象其中OA是直線,AC是曲線,DEAC曲線的漸近線。小型電動機在12s末達到額定功率設(shè)電動機的功率為它的輸出功率,此后功率保持不變。除R以外,其余部分的電阻均不計,g10m/s2。求:

1導(dǎo)體棒在0~12s內(nèi)的加速度大;

2電動機的額定功率;

3若已知0~12s內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的熱量為12.5J,則此過程中牽引力做的功。

【答案】(1) (2) (3)

【解析】1v-t圖象可知,在0-12s內(nèi),導(dǎo)體棒ab做勻加速直線運動,從圖象的斜率可知,導(dǎo)體棒在這段時間內(nèi)的加速度大小為

2當(dāng)導(dǎo)體棒達到最大速度后,受力平衡,此時電動機牽引力F摩擦力和安培力之間的關(guān)系為:

導(dǎo)體棒勻速率切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢:

由閉合電路歐姆定律可知,回路中的感應(yīng)電流

導(dǎo)體棒達到最大速度后,電動機的額定功率:

聯(lián)立上述各式得:

30-12s內(nèi),電動機牽引力為變力,由動能定理可知:

,其中v12=9m/s

,由v-t圖象可知, =54m

=10.8J

而在這段時間內(nèi),克服安培力做的功,都轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,故=12.5J

故在0-12s內(nèi),牽引力F做的功=27.35J

練習(xí)冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖甲所示,水平傳送帶AB逆時針勻速轉(zhuǎn)動,一個質(zhì)量為M=1.0kg的小物塊以某一初速度由傳送帶左端滑上,通過速度傳感器記錄下物塊速度隨時間的變化關(guān)系如圖乙所示(圖中取向左為正方向,以物塊滑上傳送帶時為計時零點).已知傳送帶的速度保持不變,g10m/s2.求:

1)物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ;

2)物塊在傳送帶上的運動時間.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,Oa、Obad是豎直平面內(nèi)三根固定的光滑細(xì)桿,O、a、b、c、d位于同一圓周上,c為圓周的最高點,a為最低點,O′為圓心.每根桿上都套著一個小滑環(huán),兩個滑環(huán)從O點無初速釋放,一個滑環(huán)從d點無初速釋放,用t1、t2、t3分別表示滑環(huán)沿Oa、Ob、ad到達a、b所用的時間,則下列關(guān)系不正確的是(  )

A. t1=t2 B. t2>t3

C. t1<t2 D. t1=t3

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖甲所示,粗糙斜面與水平面的夾角為30,質(zhì)量為0.3 kg的小物塊靜止在A點.現(xiàn)有一沿斜面向上的恒定推力F作用在小物塊上,作用一段時間后撤去推力F,小物塊能達到的最高位置為C點,小物塊從ACvt圖象如圖乙所示.g10 m/s2,則下列說法正確的是(  )

A. 小物塊到C點后將沿斜面下滑

B. 小物塊加速時的加速度是減速時加速度的

C. 小物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為

D. 推力F的大小為6 N

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖甲,利用恒速滴液瓶每隔相同時間從玻璃管口滴下一個液滴和頻閃光源來研究自由落體運動。實驗時,調(diào)節(jié)頻閃光源的頻率和恒速液滴的頻率,使兩者恰好相等,屏幕上就會出現(xiàn)液滴不動的影點,設(shè)此時頻閃光源的頻率為f。某次實驗的影點位置如圖乙所示,三個影點間的距離分別為h1、h2h3。

①若圖乙中最上邊一個影點的初速度恰好為零,則h1h2h3___________,液滴下落加速度的表達式為a____________。

②圖乙中自上而下第二個影點瞬時速度的表達式為v_________

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】科技的發(fā)展正在不斷地改變著我們的生活,圖甲是一款放在水平桌面上的手機支架,其表面采用了納米微吸材料,用手觸碰無粘感,接觸到平整光滑的硬性物體時,會牢牢吸附在物體上。圖乙是手機靜止吸附在該手機支架上的側(cè)視圖,若手機的重力為G,下列說法正確的是

A. 手機受到的支持力大小為Gcosθ

B. 手機受到的摩擦力大小大于Gsinθ

C. 納米材料對手機的作用力方向豎直向上

D. 納米材料對手機的作用力大小為Gsinθ

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖,窗子上、下沿間的高度H=1.6 m,墻的厚度d=0.4 m, 某人在離墻壁距離L=1.4 m、距窗子上沿h=0.2 m處的P點,將可視為質(zhì)點的小物件以v的速度水平拋出,小物件直接穿過窗口并落在水平地面上,取g=10 m/s2。則v的取值范圍是

A. v>7 m/s B. v<2.3 m/s

C. 3 m/s<v<7 m/s D. 2.3 m/s<v<3 m/s

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在應(yīng)用電磁打點計時器進行勻變速直線運動的探究實驗中,所用電源的頻率為50Hz,實驗得到的一條紙帶如下圖所示。按時間順序取O、A、B、C、D、E、F七個計數(shù)點,每相鄰的兩個計數(shù)點間都有四個點未畫出,紙帶上相鄰兩個計數(shù)點對應(yīng)的時間間隔為_______s,實驗中測得相鄰兩個計數(shù)點之間的距離如圖所示(單位:cm),打C點時紙帶的速度為________m/s(保留三位有效數(shù)字),紙帶運動的加速度為_________m/s2。(保留一位有效數(shù)字)

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,水平面MN的下方存在豎直向下的勻強電場,一帶電小球由MN上方的A點以一定初速度水平拋出,從B點進入電場。到達C點時速度方向恰好水平。由此可知( 。

A. AC,小球的動能減小

B. BC,小球的電勢能減小

C. AB與從BC小球的運動時間一定相等

D. AB與從BC小球的速度變化量大小一定相等

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