【題目】如圖,在水平直角坐標(biāo)平面xOy內(nèi),過原點(diǎn)O沿y軸固定一無限長絕緣通電直導(dǎo)線,電流方向沿+y方向、大小恒為I0,其周圍空間磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小BkI0/xk為常數(shù)、x為離直導(dǎo)線的垂直距離。OAOB為沿Ⅰ、Ⅳ象限角平分線方向固定,材料、粗細(xì)均相同的兩根足夠長裸直導(dǎo)軌,兩導(dǎo)軌在原點(diǎn)O接觸良好,但與通電直導(dǎo)線絕緣。cd為長L、材料和粗細(xì)與導(dǎo)軌相同的足夠長裸金屬桿。現(xiàn)使cd桿從原點(diǎn)O開始垂直Ox軸貼著兩導(dǎo)軌向+x方向運(yùn)動(dòng),經(jīng)t秒運(yùn)動(dòng)至坐標(biāo)x在這一過程中,cd桿中電流強(qiáng)度大小恒為I。已知導(dǎo)軌、cd桿單位長度電阻為R0,不計(jì)導(dǎo)軌中電流產(chǎn)生的磁場的影響。

1)判斷cd桿滑動(dòng)時(shí)感應(yīng)電流的方向,并求t秒末它的速率vx的關(guān)系式;

2)分析說明cd桿在運(yùn)動(dòng)過程中加速度大小的變化情況;

3)求t秒末cd桿兩端電壓Ux的關(guān)系式;

4)求t秒內(nèi)cd桿產(chǎn)生的焦耳熱Qx的關(guān)系式。

【答案】1 2桿的加速增大;3U=[(1+)L-2x]IR04Q=2(-1)kI0Ix

【解析】1)由安培定則、右手定則可以判定,cd桿中感應(yīng)電流方向沿+y方向;

解得:

2)由上式,取連續(xù)相等兩位移Δx,cd桿經(jīng)過兩段位移速度變化量Δv相同,但由于cd桿加速滑動(dòng),故后一段位移時(shí)間Δt比前一段短,由 ,可知桿的加速增大;

3t秒末,cd桿在兩導(dǎo)軌之間的一段兩端電壓: ;

桿伸出導(dǎo)軌外部分兩端電壓:

所以cd桿兩端電壓:

4cd桿受到的安培力

cd桿在t秒內(nèi),克服安培力的功等于閉合回路中產(chǎn)生的總焦耳熱:

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】智能手機(jī)耗電量大,移動(dòng)充電寶應(yīng)運(yùn)而生,它是能直接給移動(dòng)設(shè)備充電的儲(chǔ)能裝置。充電寶的轉(zhuǎn) 化率是指電源放電總量占電源容量的比值,一般在0.60-0.70之間(包括移動(dòng)電源和被充電池的 線路板、接頭和連線的損耗)。如圖為某一款移動(dòng)充電寶,其參數(shù)見下表,下列說法正確的是

A. 充電寶充電時(shí)將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能

B. 該充電寶最多能儲(chǔ)存能量為3.6×l06J

C. 該充電寶電量從零到完全充滿電的時(shí)間約為2h

D. 該充電寶給電量為零、容量為3000mAh的手機(jī)充電,則理論上能充滿4次

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】(1)某物理興趣小組的同學(xué),在利用氣墊導(dǎo)軌探究碰撞中的不變量實(shí)驗(yàn)中,測得左側(cè)滑塊質(zhì)量m1=150 g,右側(cè)滑塊質(zhì)量m2=121 g,擋光片寬度為2.00 cm,兩滑塊之間有一壓縮的彈簧片,并用細(xì)線連在一起,如圖所示。開始時(shí)兩滑塊都靜止,燒斷細(xì)線后,兩滑塊分別向左、向右方向運(yùn)動(dòng)。擋光片通過左、右光電門的時(shí)間分別為Δt1=0.20 s,Δt2=0.16 s。取向右為正方向,則燒斷細(xì)線前系統(tǒng)的總動(dòng)量為____kg·m/s,燒斷細(xì)線后系統(tǒng)的總動(dòng)量為____kg·m/s。

(2)在用雙縫干涉測光的波長實(shí)驗(yàn)中,小李同學(xué)在測量某暗條紋中心位置時(shí),手輪上的示數(shù)如圖所示,其示數(shù)為

__mm。當(dāng)小李用黃光作為入射光,發(fā)現(xiàn)條紋間距太小。為了增大干涉條紋的間距,該同學(xué)可以采用的方法有____。

A.改用紅光作為入射光

B.改用藍(lán)光作為入射光

C.增大雙縫到屏的距離

D.更換間距更大的雙縫

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】關(guān)于振動(dòng)和波,下列說法正確的是______

A.單擺振動(dòng)的周期與擺球質(zhì)量無關(guān)

B.發(fā)射無線電波時(shí)需要對電磁波進(jìn)行調(diào)制和解調(diào)

C.光纖通信和全息照相都利用了光的全反射原理

D.聲源與觀察者相互靠近時(shí),觀察者接收的頻率大于聲源振動(dòng)的頻率

E.光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中,若僅將入射光從紅光改為紫光,則相鄰亮條紋間距一定變小

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖,在點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場中,實(shí)線MN是一條方向未標(biāo)出的電場線,虛線AB是一個(gè)電子只在靜電力作用下的運(yùn)動(dòng)軌跡。下列說法正確的是( )

A. 電子一定從AB運(yùn)動(dòng)

B. A點(diǎn)電勢高于B點(diǎn)電勢

C. 電子在A點(diǎn)的電勢能大于它在B點(diǎn)的電勢能

D. 電子在A點(diǎn)的加速度大于它在B點(diǎn)的加速度

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某同學(xué)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)裝置,用來測定小滑塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)。

圖甲 圖乙

如圖甲所示,水平桌面上有一滑槽,其末端與桌面相切。讓小滑塊從滑槽的最高點(diǎn)由靜止滑下,滑到桌面上后再滑行一段距離L,隨后離開桌面做平拋運(yùn)動(dòng),落在水面地面上的P點(diǎn),記下平拋的水平位移x。平移滑槽的位置后固定,多次改變距離L,每次讓滑塊從滑槽上同一最高點(diǎn)釋放,得到不同的水平位移x。作出圖象,即可根據(jù)圖象信息得到滑塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)

(1)每次讓滑塊從滑槽上同一高度釋放,是為了___________。

(2)除了Lx外,本實(shí)驗(yàn)還需要測量或告知的物理量是____________。

A.滑槽最高點(diǎn)與桌面的高度差h B.小滑塊的質(zhì)量m

C.桌面與地面的高度差H D.當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?/span>g

(3)若圖象的斜率絕對值為k,縱軸上的截距為b,如圖乙所示,則滑塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)的表達(dá)式為____________。(用本題中提供的物理量符號表示)

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,有一矩形線框的面積為S,匝數(shù)為N,內(nèi)阻不計(jì),繞軸在水平方向的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng),從圖示位置開始計(jì)時(shí)。矩形線框通過滑環(huán)接一理想變壓器,滑動(dòng)觸頭P上下移動(dòng)時(shí)可改變輸出電壓,副線框接有可調(diào)電阻R,下列判斷正確的是

A. 矩形線框產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢的瞬時(shí)值表達(dá)式為

B. 圖示位置線框產(chǎn)生的電動(dòng)勢最大,通過的磁通量也最大

C. 當(dāng)P位置向上移動(dòng)、R不變時(shí),電流表的示數(shù)增大

D. 當(dāng)P位置不動(dòng)、R減小時(shí),電壓表的示數(shù)增大

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】PET(正電子發(fā)射型計(jì)算機(jī)斷層顯像)的基本原理是:將放射性同位素注入人體,參與人體的代謝過程。在人體內(nèi)衰變放出正電子,與人體內(nèi)負(fù)電子相遇而湮滅轉(zhuǎn)化為一對光子,被探測器探測到,經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后產(chǎn)生清晰的圖象根據(jù)PET原理,下列說法正確的是( 。

A. 衰變的方程式為

B. 將放射性同位素注入人體, 的主要用途作為示蹤原子

C. 一對正負(fù)電子湮滅后也可能只生成一個(gè)光子

D. PET中所選的放射性同位素的半衰期應(yīng)較長

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】高速公路部分路段旁建有如圖所示的避險(xiǎn)車道,車輛可駛?cè)氡茈U(xiǎn)。若質(zhì)量為m的貨車剎車后以初速度經(jīng)A點(diǎn)沖上避險(xiǎn)車道,前進(jìn)距離時(shí)到B點(diǎn)減速為0,貨車所受阻力恒定,A、B兩點(diǎn)高度差為h,CA、B中點(diǎn),已知重力加速度為g,下列關(guān)于該貨車從A運(yùn)動(dòng)到B過程說法正確的是(

A. 克服阻力做的功為

B. 該過程產(chǎn)生的熱量為

C. AC段克服阻力做的功小于CB段克服阻力做的功

D. AC段的運(yùn)動(dòng)時(shí)間等于CB段的運(yùn)動(dòng)時(shí)間

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