【題目】如圖1所示,兩平行導(dǎo)軌是由傾斜導(dǎo)軌(傾角為θ)與水平導(dǎo)軌用極短的圓弧導(dǎo)軌平滑連接而成的,并處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,兩導(dǎo)軌間距為L,上端與阻值為R的電阻連接.一質(zhì)量為m的金屬桿AB在t=0時(shí)由靜止開(kāi)始在沿P1P2方向的拉力(圖中未畫(huà)出)作用下沿導(dǎo)軌下滑.當(dāng)桿AB運(yùn)動(dòng)到P2Q2處時(shí)撤去拉力,桿AB在水平導(dǎo)軌上繼續(xù)運(yùn)動(dòng),其速率v隨時(shí)間t的變化圖象如圖2所示,圖中vmax和t1為已知量.若全過(guò)程中電阻R產(chǎn)生的總熱量為Q,桿AB始終垂直于導(dǎo)軌并與導(dǎo)軌保持良好接觸,導(dǎo)軌和桿AB的電阻以及一切摩擦均不計(jì),求:
(1)桿AB中的最大感應(yīng)電流Imax的大小和方向;
(2)桿AB下滑的全過(guò)程通過(guò)電阻R的電荷量q;
(3)撤去拉力后桿AB在水平導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)的路程s.
【答案】(1) ,方向由A流向B(2) (3)
【解析】試題分析:根據(jù)E=BLv和閉合電路的歐姆定律求解感應(yīng)電流的最大值;根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律和閉合電路的歐姆定律結(jié)合電荷量的計(jì)算公式求解桿MN沿斜導(dǎo)軌下滑的過(guò)程中,通過(guò)電阻R的電荷量;根據(jù)平均加速度和安培力的關(guān)系計(jì)算撤去拉力后,桿MN在水平導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)的路程s.
(1)由題圖2知桿AB運(yùn)動(dòng)到水平軌道P2Q2處時(shí)的速率為vmax,
則回路中的最大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)Emax=BLvmax
桿AB運(yùn)動(dòng)到水平軌道的P2Q2處時(shí),回路中的感應(yīng)電流最大,
回路中的最大感應(yīng)電流:
解得: 根據(jù)右手定則知Imax的方向由A流向B
(2)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得,桿AB下滑全過(guò)程平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)
平均感應(yīng)電流:
又因:
解得:
而ΔΦ=BLs1cos θ
由題圖2知桿AB下滑的距離
解得:
(3)撤去拉力后桿AB在水平導(dǎo)軌上做減速運(yùn)動(dòng)感應(yīng)電流:
根據(jù)牛頓第二定律有:BIL=ma
若Δt趨近于零,則
由以上三式可得:
則, ,…, ,得
即:
聯(lián)立可得:
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,M是一小型理想變壓器,接線柱a、b接在電壓u=311sin314t (V)的正弦交流電源上,變壓器右側(cè)部分為一火警報(bào)警系統(tǒng)原理圖.其中R2是用阻值隨溫度升高而減小的材料制成的傳感器;電流表A2為值班室的顯示器,可顯示通過(guò)R1的電流;電壓表V2可顯示加在報(bào)警器上的電壓(報(bào)警器未畫(huà)出);R3為一定值電阻.當(dāng)傳感器R2所在處出現(xiàn)火警時(shí),以下說(shuō)法中正確的是( )
A.V1的示數(shù)是311V
B.Vl的示數(shù)是220V
C.A1的示數(shù)不變,V2的示數(shù)增大
D.A1的示數(shù)增大,A2的示數(shù)減小
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示是某款理發(fā)用的電吹風(fēng)的電路圖,它主要由電動(dòng)機(jī)和電熱絲構(gòu)成.當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)、后,電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)風(fēng)葉旋轉(zhuǎn),將空氣從進(jìn)風(fēng)口吸入,經(jīng)電熱絲加熱,形成熱風(fēng)后從出風(fēng)口吹出.已知電吹風(fēng)的額定電壓為,吹冷風(fēng)時(shí)的功率為,吹熱風(fēng)時(shí)的功率為.關(guān)于該電吹風(fēng),下列說(shuō)法正確的是( )
A. 電熱絲的電阻為
B. 電動(dòng)機(jī)的電阻為
C. 當(dāng)電吹風(fēng)吹冷風(fēng)時(shí),電熱絲每秒鐘消耗的電能為
D. 當(dāng)電吹風(fēng)吹熱風(fēng)時(shí),電動(dòng)機(jī)每秒鐘消耗的電能為
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】關(guān)于對(duì)物理概念的理解和物理學(xué)史的敘述正確的是( )
A. 卡文迪許利用庫(kù)侖扭秤巧妙地實(shí)現(xiàn)了他對(duì)電荷間相互作用力規(guī)律的研究
B. 加速度的定義式為
C. 若從運(yùn)動(dòng)電荷所受洛倫茲力的角度定義磁感應(yīng)強(qiáng)度B,則B=
D. 安培首先引入電場(chǎng)線和磁感線的概念,極大地促進(jìn)了他對(duì)電磁現(xiàn)象的研究
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】蕩秋千是大家喜愛(ài)的一項(xiàng)體育活動(dòng)。如圖是蕩秋千的示意圖,若人直立站在踏板上,從繩與豎直方向成90°角的A點(diǎn)由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng),擺到最低點(diǎn)B時(shí),兩根繩中的總拉力是人所受重力的2倍。隨后,站在B點(diǎn)正下面的某人推一下,使秋千恰好能擺到繩與豎直方向成90°角的C點(diǎn)。設(shè)人的重心到繩的懸點(diǎn)O的距離為L,人的質(zhì)量為m,踏板和繩的質(zhì)量不計(jì),人所受的空氣阻力與人的速率成正比。則下列判斷正確的是
A. 人從A點(diǎn)運(yùn)到到B點(diǎn)的過(guò)程中損失的機(jī)械能大小等于
B. 站在B點(diǎn)正下面的某人推一下做的功大于
C. 在從A點(diǎn)到B點(diǎn)和從B點(diǎn)到C點(diǎn)兩個(gè)階段中,合外力對(duì)人做的功相等
D. 若在A點(diǎn)補(bǔ)充能量,要使秋千能擺到繩與豎直方向成90°角的C點(diǎn),在A點(diǎn)補(bǔ)充的能量大于在B點(diǎn)補(bǔ)充的能量。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】機(jī)場(chǎng)有一專(zhuān)門(mén)運(yùn)送行李的傳送帶,工作時(shí)傳送帶始終以恒定的速度v沿水平方向向右做直線運(yùn)動(dòng)。某時(shí)刻工作人員將質(zhì)量為M的行李箱無(wú)初速度放在傳送帶上,同時(shí)行李箱上放一個(gè)質(zhì)量為m的紙盒,加速一段時(shí)間后紙盒和行李箱一起隨傳送帶勻速運(yùn)動(dòng),如圖所示。行李箱與傳送帶、紙盒與行李箱之間的動(dòng)摩擦因素分別為μ1、μ2, 在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,紙盒與行李箱始終保持相對(duì)靜止。下列說(shuō)法正確的是( )
A. 在加速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,行李箱對(duì)紙盒的摩擦力方向水平向左
B. 在加速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,傳送帶對(duì)行李箱的摩擦力大小為μ1(M+m)g
C. 在勻速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,行李箱對(duì)紙盒的摩擦力大小為μ2mg
D. 在勻速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,傳送帶對(duì)行李箱的摩擦力方向水平向右
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,冥王星繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的軌道是橢圓,公轉(zhuǎn)周期為T0,其近日點(diǎn)到太陽(yáng)的距離為a,遠(yuǎn)日點(diǎn)到太陽(yáng)的距離為b,半短軸的長(zhǎng)度為c.若太陽(yáng)的質(zhì)量為M,引力常量為G,忽略其他行星對(duì)冥王星的影響,則
A. 冥王星從B→C→D的過(guò)程中,速率逐漸變小
B. 冥王星從A→B→C的過(guò)程中,萬(wàn)有引力對(duì)它先做正功后做負(fù)功
C. 冥王星從A→B所用的時(shí)間等于T0/4
D. 冥王星在B點(diǎn)的加速度大小為
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】某學(xué)習(xí)小組進(jìn)行精確測(cè)量電阻Rx的阻值的實(shí)驗(yàn),有下列器材供選用:
A.待測(cè)電阻Rx(約300Ω)
B.電壓表V(3V,內(nèi)阻約3kΩ)
C.電流表A1(10mA,內(nèi)阻約10Ω)
D.電流表A2(20mA,內(nèi)阻約5Ω)
E.滑動(dòng)變阻器R1(0~20Ω,額定電流2A)
F.滑動(dòng)變阻器R2(0~2000Ω,額定電流0.5A)
G.直流電源E(3V,內(nèi)阻約1Ω)
H.開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干
(1)甲同學(xué)根據(jù)以上器材設(shè)計(jì)成用伏安法測(cè)量電阻的電路,并能滿(mǎn)足Rx兩端電壓能從0開(kāi)始變化進(jìn)行多次測(cè)量。則電流表應(yīng)選擇________(填“A1”或“A2”);滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇________(填“R1”或“R2”);并請(qǐng)?jiān)谔摼框中幫甲同學(xué)完成實(shí)驗(yàn)原理電路圖 _________ 。
(2)乙同學(xué)經(jīng)過(guò)反復(fù)思考,利用所給器材設(shè)計(jì)出了如圖所示的測(cè)量電路,具體操作如下:
①按圖連接好實(shí)驗(yàn)電路,閉合開(kāi)關(guān)S1前調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R1、R2的滑片至適當(dāng)位置;
②閉合開(kāi)關(guān)S1,斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S2,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R1、R2的滑片,使電流表A1的示數(shù)恰好為電流表A2的示數(shù)的一半;
③閉合開(kāi)關(guān)S2并保持滑動(dòng)變阻器R2的滑片位置不變,讀出電壓表V和電流表A1的示數(shù),分別記為U、I;
④待測(cè)電阻的阻值Rx=________;
比較甲、乙兩同學(xué)測(cè)量電阻Rx的方法,你認(rèn)為哪種方法更有利于減小系統(tǒng)誤差?
答:________同學(xué)(填“甲”或“乙”)。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】一含有理想變壓器的電路如圖甲所示,圖中理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為2∶1,電阻R1和R2的阻值分別為3 Ω和1 Ω,電流表、電壓表都是理想交流電表,a、b輸入端輸入的電流如圖乙所示,下列說(shuō)法正確的是( )
A. 電流表的示數(shù)為A B. 電壓表的示數(shù)為V
C. 0~0.04s內(nèi),電阻R1產(chǎn)生的焦耳熱為0.24J D. 0.03s時(shí),通過(guò)電阻R1的電流為A
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