【題目】直流電動(dòng)機(jī)的工作原理可以簡(jiǎn)化為如圖所示的情景,勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向豎直向下,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B;平行金屬軌道MN、PQ,相距為L,固定在水平面內(nèi);電阻為R的金屬導(dǎo)體棒ab與平行軌道垂放置,且與軌道接觸良好;MP間接有直流電源。閉合開關(guān)S,金屬導(dǎo)體棒向右運(yùn)動(dòng),通過輕繩豎直提升質(zhì)量為m的物體,重力加速度為g。忽略一切阻力、導(dǎo)軌的電阻和直流電源的內(nèi)阻。

(1)求物體勻速上升時(shí),通過導(dǎo)體棒ab的電流大;

(2)導(dǎo)體棒ab水平向右運(yùn)動(dòng)的過程中,同時(shí)會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),這個(gè)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)總要削弱電源電動(dòng)勢(shì)的作用,我們稱之為反電動(dòng)勢(shì)。設(shè)導(dǎo)體棒ab向上勻速提升重物的功率為P,電流克服反電動(dòng)勢(shì)做功的功率為P,請(qǐng)證明:P=P;(解題過程中需要用到、但題目沒有給出的物理量,要在解題時(shí)做必要的說明)

(3)若通過電源連續(xù)調(diào)節(jié)MP間的電壓U,物體勻速上升的速度v也將連續(xù)變化,直流電動(dòng)機(jī)所具有這種良好的“電壓無極變速”調(diào)速性能在許多行業(yè)中廣泛應(yīng)用。請(qǐng)寫出物體勻速上升的速度v與電壓U的函數(shù)關(guān)系式。

【答案】1;(2)見解析;(3

【解析】

(1)物體勻速上升,由平衡條件有mg=BIL

解得

(2)設(shè)金屬導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng)速度大小為v,電流為I,則:導(dǎo)體棒ab勻速向上提升重物輸出的機(jī)械功率為P=mgv,電流克服金屬導(dǎo)體棒反電動(dòng)勢(shì)做功的功率為P=BILv

mg=BIL

所以P=P得證

(3)設(shè)金屬導(dǎo)體棒兩端連續(xù)可調(diào)的電壓為U,物體勻速上升的速度大小為v。由于反電動(dòng)勢(shì)總要削弱電源電動(dòng)勢(shì)的作用,有:

金屬導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng)有

聯(lián)立解得

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,電源電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)電阻為r,C為電容器,Ro為定值電阻,電表均為理想電表,R為滑動(dòng)變阻器,閉合開關(guān)后燈泡正常發(fā)光,當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P向右移動(dòng)時(shí),下列判斷正確的是

A. 電壓表、電流表示數(shù)均變大,燈泡L將變暗

B. 定值電阻Ro中將有從右向左的電流

C. 電壓表示數(shù)改變量與電流表示數(shù)改變量之比不變

D. 電源輸出功率一定變小

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】以下是書本上的一些圖片,說法正確的是( 。

A. 圖甲中,有些火星的軌跡不是直線,說明熾熱微粒不是沿砂輪的切線方向飛出的

B. 圖乙中,兩個(gè)影子在x , y軸上的運(yùn)動(dòng)就是物體的兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)

C. 圖丙中,增大小錘打擊彈性金屬片的力,A球可能比B球晚落地

D. 圖丁中,做變速圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受合外力F在半徑方向的分力大于它所需要的向心力

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖甲所示,將質(zhì)量為的物塊和質(zhì)量為的物塊沿同一半徑方向放在水平轉(zhuǎn)盤上,兩者用長(zhǎng)為的水平輕繩連接。物塊與轉(zhuǎn)盤間的最大靜摩擦力均為各自重力的倍,物塊與轉(zhuǎn)軸的距離等于輕繩的長(zhǎng)度,整個(gè)裝置能繞通過轉(zhuǎn)盤中心的豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng)。開始時(shí),輕繩恰好伸直但無彈力,現(xiàn)讓該裝置從靜止開始轉(zhuǎn)動(dòng),使角速度緩慢增大,繩中張力與轉(zhuǎn)動(dòng)角速度的平方的關(guān)系如圖乙所示,當(dāng)角速度的平方超過時(shí),物塊、開始滑動(dòng)。若圖乙中,及重力加速度均為已知,下列各式正確的是(

A.B.

C.D.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】托卡馬克(Tokamak)是一種復(fù)雜的環(huán)形裝置,結(jié)構(gòu)如圖所示。環(huán)心處有一歐姆線圈,四周是一個(gè)環(huán)形真空室,真空室外部排列著環(huán)向場(chǎng)線圈和極向場(chǎng)線圈。當(dāng)歐姆線圈中通以變化的電流時(shí),在托卡馬克的內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生巨大的渦旋電場(chǎng),將真空室中的等離子體加速,從而達(dá)到較高的溫度。再通過其他方式的進(jìn)一步加熱,就可以達(dá)到核聚變的臨界溫度。同時(shí),環(huán)形真空室中的高溫等離子體形成等離子體電流,與極向場(chǎng)線圈、環(huán)向場(chǎng)線圈共同產(chǎn)生磁場(chǎng),在真空室區(qū)域形成閉合磁籠,將高溫等離子體約束在真空室中,有利于核聚變的進(jìn)行。已知真空室內(nèi)等離子體中帶電粒子的平均動(dòng)能與等離子體的溫度T成正比,下列說法正確的是

A. 托卡馬克裝置中核聚變的原理和目前核電站中核反應(yīng)的原理是相同的

B. 極向場(chǎng)線圈和環(huán)向場(chǎng)線圈的主要作用是加熱等離子體

C. 歐姆線圈中通以恒定電流時(shí),托卡馬克裝置中的等離子體將不能發(fā)生核聚變

D. 為了約束溫度為T的等離子體,所需要的磁感應(yīng)強(qiáng)度B必須正比于溫度T

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某自行車愛好者在水平面上以如圖姿勢(shì)保持靜止時(shí),下列說法正確的是( 。

A.地面對(duì)自行車有向右的摩擦力

B.地面對(duì)自行車作用力大于自行車對(duì)地面的作用力

C.地面對(duì)自行車的支持力小于人和自行車重力之和

D.人對(duì)自行車的作用力豎直向下

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在如圖所示的電路中,E為電源,其內(nèi)阻為r,L為小燈泡(其燈絲電阻可視為不變),R1、R2為定值電阻,R3為光敏電阻,其阻值隨所受照射光強(qiáng)度的增大而減小,V為理想電壓表.若將照射R3的光的強(qiáng)度減弱,則

A.電壓表的示數(shù)增大B.小燈泡消耗的功率減小

C.通過R2的電流減小D.電源內(nèi)阻的電壓增大

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】2011年以來我國(guó)高速公路發(fā)生了多起有關(guān)客車相撞的嚴(yán)重交通事故,原因之一就是沒有掌握好車距.據(jù)經(jīng)驗(yàn)豐富的司機(jī)總結(jié):在高速公路上,一般可按你的車速來確定與前車距離,如車速為80 km/h,就應(yīng)與前車保持80 m的距離,以此類推.現(xiàn)有一輛客車以108 km/h的速度行駛,一般司機(jī)反應(yīng)時(shí)間為0.5 s,反應(yīng)時(shí)間內(nèi)視為勻速運(yùn)動(dòng),剎車時(shí)最大加速度為6 m/s2,求:

1)若司機(jī)發(fā)現(xiàn)前車因故突然停車,則從司機(jī)發(fā)現(xiàn)危險(xiǎn)到客車停止運(yùn)動(dòng),該客車通過的最短路程為多少?并說明按經(jīng)驗(yàn),車距保持108 m是否可行?

2)若客車超載,剎車最大加速度減為5 m/s2,司機(jī)為趕時(shí)間而超速,速度達(dá)到144 km/h,且晚上疲勞駕駛,反應(yīng)時(shí)間增為1.5 s,則從司機(jī)發(fā)現(xiàn)危險(xiǎn)到客車停止運(yùn)動(dòng),客車通過的最短路程為多少?并說明經(jīng)驗(yàn)是否可靠?

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】汽車在平直公路上以速度v0勻速行駛,發(fā)動(dòng)機(jī)的功率為P,司機(jī)為合理進(jìn)入限速區(qū),減小了油門,使汽車功率立即減小一半并保持該功率繼續(xù)行駛,設(shè)汽車行駛過程中所受阻力大小不變,從司機(jī)減小油門開始,汽車的速度v與時(shí)間t 的關(guān)系如圖所示,則在0t1時(shí)間內(nèi)下列說法正確的是(

A. 汽車的牽引力不斷減小

B. t=0時(shí),汽車的加速度大小為

C. 阻力所做的功為

D. 汽車行駛的位移為

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