【題目】如圖所示,MN、PQ為水平放置的足夠長的平行光滑導(dǎo)軌,導(dǎo)軌間距L=0.5m,導(dǎo)軌左端連接一個(gè)阻值為2Ω的定值電阻R,將一根質(zhì)量為0.2kg的金屬棒cd垂直放置在導(dǎo)軌上,且與導(dǎo)軌接觸良好,金屬棒cd的電阻r=2Ω,導(dǎo)軌電阻不計(jì),整個(gè)裝置處于垂直導(dǎo)軌平面向下的勻強(qiáng)磁場中,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2T.若金屬棒以某一初速度向右運(yùn)動(dòng),同時(shí)對棒施加水平向右的拉力F,并保持拉力的功率恒為P=4W,從此時(shí)開始計(jì)時(shí),經(jīng)過一段時(shí)間后金屬棒的速度穩(wěn)定不變,t時(shí)間內(nèi)金屬棒運(yùn)動(dòng)的距離為x=4.64m。求:
(1)金屬棒的最大速度;
(2)金屬棒速度為2m/s時(shí)的加速度;
(3)t時(shí)間內(nèi)通過電阻R的電荷量。
【答案】(1)vm=4m/s ;(2)a=7.5m/s2;(3)q=1.16C
【解析】
根據(jù)“金屬棒cd垂直放置在導(dǎo)軌上…整個(gè)裝置處于垂直導(dǎo)軌平面向下的勻強(qiáng)磁場中”可知,本題考察電磁感應(yīng)中的單棒問題。根據(jù)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律分析電磁感應(yīng)中單棒問題的規(guī)律,運(yùn)用安培力、法拉第電磁感應(yīng)定律、閉合電路歐姆定律、牛頓第二定律、電流的定義式等知識列式求解。
(1)金屬棒的速度最大時(shí),所受的合外力為零,設(shè)最大速度為vm
由平衡條件有:
而、
聯(lián)立解得:
(2)當(dāng)金屬棒速度為2m/s時(shí),金屬棒受到的安培力
此時(shí)拉力
據(jù)牛頓第二定律可得:
聯(lián)立解得:
(3) t時(shí)間內(nèi)通過電阻R的電荷量
根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律
根據(jù)閉合電路歐姆定律
t時(shí)間內(nèi)回路中磁通量的變化
聯(lián)立解得:
年級 | 高中課程 | 年級 | 初中課程 |
高一 | 高一免費(fèi)課程推薦! | 初一 | 初一免費(fèi)課程推薦! |
高二 | 高二免費(fèi)課程推薦! | 初二 | 初二免費(fèi)課程推薦! |
高三 | 高三免費(fèi)課程推薦! | 初三 | 初三免費(fèi)課程推薦! |
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,質(zhì)量為m.電荷量為e的質(zhì)子以某一初速度從坐標(biāo)原點(diǎn)O沿x軸正方向進(jìn)入場區(qū),若場區(qū)僅存在平行于y軸向上的勻強(qiáng)電場時(shí),質(zhì)子通過P (d,d)點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為5Ek;若場區(qū)僅存在垂直于xoy平面的勻強(qiáng)磁場時(shí),質(zhì)子也能通過P點(diǎn)。不計(jì)質(zhì)子的重力。設(shè)上述勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度大小為E、勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,則下列說法中正確的是( )
A. B. C. D.
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,電源的電動(dòng)勢為E,內(nèi)阻為r,R1為定值電阻,R2為光敏電阻,C為電容器,L為小燈泡,電表均為理想電表,閉合開關(guān)S后,若減弱照射光強(qiáng)度,則( 。
A. 電壓表的示數(shù)增大
B. 電容器上的電荷量減小
C. 小燈泡的功率減小
D. 兩表示數(shù)變化量的比值不變
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】探究影響安培力大小因數(shù)的裝置如圖所示,①②③④四根導(dǎo)線把金屬棒AB三等分,假設(shè)通過金屬棒中的電流方向?yàn)?/span>B→A,大小保持不變,把②③兩端接入電路時(shí),金屬棒受到安培力的大小為F;當(dāng)把①④兩端接入電路時(shí),金屬棒受到的安培力的方向和大小為
A. 垂直于導(dǎo)體棒和磁場指向磁體內(nèi)側(cè),大小為2F
B. 垂直于導(dǎo)體棒和磁場指向磁體外側(cè),大小為3F
C. 垂直于導(dǎo)體棒和磁場指向磁體內(nèi)側(cè),大小為4F
D. 垂直于導(dǎo)體棒和磁場指向磁體外側(cè),大小為2F
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖,質(zhì)量分別為m1=10kg和m2=2.0kg的彈性小球a、b用彈性輕繩緊緊的把它們捆在一起,使它們發(fā)生微小的形變,該系統(tǒng)以速度v0=0.10m/s沿光滑水平面向右做直線運(yùn)動(dòng),某時(shí)刻輕繩突然自動(dòng)斷開,斷開后,小球b停止運(yùn)動(dòng),小球a繼續(xù)沿原方向直線運(yùn)動(dòng)。求:
① 剛分離時(shí),小球a的速度大小v1;
② 兩球分開過程中,小球a受到的沖量I。
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】在人類對微觀世界進(jìn)行探索的過程中,科學(xué)實(shí)驗(yàn)起到了非常重要的作用。下列說法符合歷史事實(shí)的是( 。
A. 費(fèi)米從瀝青鈾礦中分離出了釙和鐳兩種新元素
B. 貝克勒爾通過對天然放射性現(xiàn)象的研究,發(fā)現(xiàn)了原子中存在原子核
C. 密立根通過油滴實(shí)驗(yàn)測得了基本電荷的數(shù)值
D. 盧瑟福通過粒子散射實(shí)驗(yàn),證實(shí)了在原子核內(nèi)存在質(zhì)子
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,兩平行的光滑導(dǎo)軌固定在同一水平面內(nèi),兩導(dǎo)軌間距離為L,金屬棒ab垂直于導(dǎo)軌,金屬棒兩端與導(dǎo)軌接觸良好,在導(dǎo)軌左端接入阻值為R的定值電阻,整個(gè)裝置處于豎直向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中。與R相連的導(dǎo)線、導(dǎo)軌和金屬棒的電阻均可忽略不計(jì)。用平行于導(dǎo)軌向右的大小為F的力拉金屬棒,使金屬棒以大小為v的速度向右勻速運(yùn)動(dòng),( )
A. 金屬棒ab相當(dāng)于電源,其a端相當(dāng)于電源負(fù)極
B. 拉力F=
C. 回路中的感應(yīng)電流沿順時(shí)針方向流動(dòng)
D. 定值電阻消耗的電功率
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,虛線 a、b、c 是電場中的一簇等勢線(相鄰等勢面之 間的電勢差相等),實(shí)線為一 α粒子(重力不計(jì))僅在電場力作用 下通過該區(qū)域時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡,P、Q 是這條軌跡上的兩點(diǎn),據(jù)此可知( )
A. a、b、c 三個(gè)等勢面中,a 的電勢最高
B. 電子在 P 點(diǎn)具有的電勢能比在 Q 點(diǎn)具有的電勢能小
C. β粒子在 P 點(diǎn)的加速度比 Q 點(diǎn)的加速度大
D. 帶電質(zhì)點(diǎn)一定是從 P 點(diǎn)向 Q 點(diǎn)運(yùn)動(dòng)
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】下列說法正確的是
A. 溫度相同的氫氣和氧氣,它們分子的平均速率不同
B. 空調(diào)制冷說明熱量可以自發(fā)地由低溫物體傳遞給高溫物體
C. 影響人們對干爽與潮濕感受的因素是空氣中水蒸氣的壓強(qiáng)與同一溫度下水的飽和汽壓的差距
D. 單晶體的某些物理性質(zhì)是各向異性的,多晶體的物理性質(zhì)是各向同性的
E. 當(dāng)兩分子間距離大于平衡位置的間距r0時(shí),分子間的距離越大,分子勢能越小
查看答案和解析>>
湖北省互聯(lián)網(wǎng)違法和不良信息舉報(bào)平臺 | 網(wǎng)上有害信息舉報(bào)專區(qū) | 電信詐騙舉報(bào)專區(qū) | 涉歷史虛無主義有害信息舉報(bào)專區(qū) | 涉企侵權(quán)舉報(bào)專區(qū)
違法和不良信息舉報(bào)電話:027-86699610 舉報(bào)郵箱:58377363@163.com