(18分)、如圖,一直導(dǎo)體棒質(zhì)量為m、長為l、電阻為r,其兩端放在位于水平面內(nèi)間距也為l的光滑平行導(dǎo)軌上,并與之密接;棒左側(cè)兩導(dǎo)軌之間連接一可控制的負(fù)載電阻(圖中未畫出);導(dǎo)軌置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向垂直于導(dǎo)軌所在平面。開始時(shí),給導(dǎo)體棒一個(gè)平行于導(dǎo)軌的初速度v0。在棒的運(yùn)動(dòng)速度由v0減小至v1的過程中,通過控制負(fù)載電阻的阻值使棒中的電流強(qiáng)度I保持恒定。導(dǎo)體棒一直在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)。若不計(jì)導(dǎo)軌電阻,求此過程中導(dǎo)體棒上感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值和負(fù)載電阻上消耗的平均功率。
解析試題分析:導(dǎo)體棒所受的安培力為:F=Bil ① (3分)
由題意可知,該力的大小不變,棒做勻減速運(yùn)動(dòng),因此在棒的速度從v0減小到v1的過程中,平均速度為: ② (2分)
當(dāng)棒的速度為v時(shí),感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小為:E=Blv ③ (3分)
棒中的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為: ④ (2分)
綜合②④式可得: ⑤ (2分)
導(dǎo)體棒中消耗的熱功率為: ⑥ (2分)
負(fù)載電阻上消耗的熱功率為: ⑦ (2分)
由以上三式可得: ⑧ (2分)
考點(diǎn):本題考查電磁感應(yīng)中的功能問題。
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
(17分)如圖所示,光滑導(dǎo)軌abc與fed相距l(xiāng)=0.1m,其中ab、fe段是傾角θ=60°的直軌道,bc、ed段是半徑r=0.6m的圓弧軌道且與ab、fe相切,軌道末端c、d點(diǎn)切線與一放置在光滑水平地面上、質(zhì)量M=2kg的木板上表面平滑連接。在abef間有垂直于軌道平面向下、的勻強(qiáng)磁場(chǎng),定值電阻R=1Ω。把質(zhì)量為m=1kg、電阻不計(jì)的金屬桿從距b、e高h(yuǎn)=1m的導(dǎo)軌上靜止釋放,桿在直軌道上先加速后勻速下滑。如果桿與木板間摩擦因數(shù)μ=0.2,取g=10m/s2,求:
(1)桿運(yùn)動(dòng)到cd時(shí)對(duì)軌道的壓力F大小及桿由靜止下滑到cd的過程中R上產(chǎn)生的焦耳熱Q;
(2)要使桿不從木板上掉下的木板最小長度s。
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
(10分)如圖,兩根足夠長的金屬導(dǎo)軌ab、cd豎直放置,導(dǎo)軌間距離為L,電阻不計(jì)。在導(dǎo)軌上端并接兩個(gè)額定功率均為P、電阻均為R的小燈泡。整個(gè)系統(tǒng)置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度方向與導(dǎo)軌所在平面垂直,F(xiàn)將一質(zhì)量為m、電阻可以忽略的金屬棒MN從圖示位置由靜止開始釋放。金屬棒下落過程中保持水平,且與導(dǎo)軌接觸良好。已知某時(shí)刻后兩燈泡保持正常發(fā)光。重力加速度為g。求:
(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大;
(2)燈泡正常發(fā)光時(shí)導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)速率。
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
如圖所示,寬度為L=0.2 m的足夠長的平行光滑金屬導(dǎo)軌固定在絕緣水平面上,導(dǎo)軌的一端連接阻值為R=1.0 Ω的電阻.導(dǎo)軌所在空間存在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=0.2 T.一根質(zhì)量為m=10 g的導(dǎo)體棒MN放在導(dǎo)軌上,并與導(dǎo)軌始終接觸良好,導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻均可忽略不計(jì).現(xiàn)用垂直MN的水平拉力F拉動(dòng)導(dǎo)體棒使其沿導(dǎo)軌向右勻速運(yùn)動(dòng),速度為v=5.0 m/s,在運(yùn)動(dòng)過程中保持導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌垂直.求:
(1)在閉合回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流I的大小
(2)作用在導(dǎo)體棒上拉力F的大小
(3)當(dāng)導(dǎo)體棒移動(dòng)50 cm時(shí)撤去拉力,求整個(gè)過程中電阻R上產(chǎn)生的熱量Q
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
(9分)如圖,在水平面內(nèi)有兩條電阻不計(jì)的平行金屬導(dǎo)軌AB、CD,導(dǎo)軌間距為L;一根電阻為R的金屬棒ab可在導(dǎo)軌上無摩擦地滑動(dòng),棒與導(dǎo)軌垂直,并接觸良好,導(dǎo)軌之間有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感強(qiáng)度為B,導(dǎo)軌右邊與電路連接,電路中的兩個(gè)定值電阻阻值分別為2R和R,現(xiàn)用力拉ab以速度v0勻速向左運(yùn)動(dòng)。求:
(1)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小
(2)感應(yīng)電流的大小和方向
(3)ab兩端的電勢(shì)差Uab
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
如圖甲所示,固定在絕緣水平地面上的平行金屬導(dǎo)軌間距為,左端用導(dǎo)線相連。質(zhì)量為,電阻為的金屬棒垂直導(dǎo)軌靜止在導(dǎo)軌平面上,金屬棒與導(dǎo)軌左端的距離,金屬棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為,導(dǎo)與線導(dǎo)軌的電阻均不計(jì),F(xiàn)將整個(gè)裝置置于垂直于軌道平面豎直向上的磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖乙所示。設(shè)金屬棒與導(dǎo)軌間的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,忽略金屬棒與導(dǎo)軌上電流之間的相互作用,。求:
(1)金屬棒未出現(xiàn)滑動(dòng)之前,通過金屬棒中電流的大小和方向;
(2)從時(shí)刻開始到金屬棒剛要發(fā)生滑動(dòng)的過程中,金屬棒產(chǎn)生的熱量。
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
(12分)如圖所示,邊長為L的正方形單匝線圈abcd,電阻r,外電路的電阻為R,a、b的中點(diǎn)和cd的中點(diǎn)的連線恰好位于勻強(qiáng)磁場(chǎng)的邊界線上,磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,若線圈從圖示位置開始,以角速度繞軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng),求:
(1).閉合電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式;
(2).線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過180o的過程中,流過電阻R的電荷量為;
(3).線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過程中,電阻R上產(chǎn)生的熱量為。
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
如圖所示,相距20cm的平行金屬導(dǎo)軌所在平面與水平面夾角,現(xiàn)在導(dǎo)軌上放一質(zhì)量為330g的金屬棒ab,它與導(dǎo)軌間動(dòng)摩擦因數(shù)為0.50,整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為2T的豎直向上勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,導(dǎo)軌所接電源的電動(dòng)勢(shì)為15V,電阻不計(jì),滑動(dòng)變阻器的阻值滿足要求,其他部分電阻不計(jì),取,為了保證ab處于靜止?fàn)顟B(tài),則:
(1)ab通入的最大電流為多少?
(2)ab通入的最小電流為多少?
(3)R的調(diào)節(jié)范圍是多大?
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科目:高中物理 來源: 題型:單選題
如圖,一理想變壓器原副線圈的匝數(shù)比為1∶2;副線圈電路中接有燈泡,燈泡的額定電壓為220V,額定功率為22W;原線圈電路中接有電壓表和電流表,F(xiàn)閉合開關(guān),燈泡正常發(fā)光。若用U和I分別表示此時(shí)電壓表和電流表的讀數(shù),則( )
A.U=110V,I=0.2A | B.U=110V,I=0.05A |
C.U=110V,I=0.2A | D.U=110V,I=0.2A |
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