豎直放置的光滑U形導(dǎo)軌寬0.5m,電阻不計(jì),置于很大的磁感應(yīng)強(qiáng)度是1T的勻強(qiáng)磁場中,磁場垂直于導(dǎo)軌平面向里,如圖所示,質(zhì)量為10g,電阻為1Ω的金屬桿PQ無初速度釋放后,緊貼光滑導(dǎo)軌下滑(始終能處于水平位置).(取g=10m/s2)問:
(1)PQ在下落中達(dá)到的最大速度多大?
(2)到通過PQ的電量達(dá)到0.2C時(shí),PQ下落了多大高度?
(3)若PQ在下落中達(dá)到最大速度時(shí),通過的電量正好為0.2C,則該過程中產(chǎn)生了多少熱量?
(1)安培力等于重力時(shí)PQ速度最大,即:
B2L2v
R
=mg
,
解得:v=
mgR
B2L2
=
10×10-3×10×1
12×0.52
m/s
=0.4m/s.
(2)電量q=
△?
R
=
B△S
R
=
BLh
R

解得:h=
qR
BL
=
0.2×1
1×0.5
m=0.4m

(3)由能量守恒定律,產(chǎn)生的熱量為:
Q=mgh-
1
2
mv2=10×10-3×10×0.4-
1
2
×10×10-3×0.42
=0.0392J.
答:(1)PQ在下落中達(dá)到的最大速度為0.4m/s.
(2)到通過PQ的電量達(dá)到0.2C時(shí),PQ下落了0.4m.
(3)若PQ在下落中達(dá)到最大速度時(shí),通過的電量正好為0.2C,則該過程中產(chǎn)生了0.0392J熱量.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:多選題

如圖所示,相距為d的兩條水平虛線分別是水平向里的勻強(qiáng)磁場的上下邊界,磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,正方形線框abcd的邊長為L(L>d)、質(zhì)量為m.將線框從磁場上方高h(yuǎn)處由靜止開始釋放,當(dāng)ab邊進(jìn)入磁場時(shí)線框的速度為v0,cd邊剛穿出磁場時(shí)線框的速度也為v0.從ab邊剛進(jìn)入磁場到cd邊剛穿出磁場的整個(gè)過程中( 。
A.線框中一直都有感應(yīng)電流
B.線框在某一階段的加速度為g
C.做過一段減速運(yùn)動(dòng)
D.線框產(chǎn)生的熱量為mg(d+h+L)

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖所示,ab和cd是足夠長的平行光滑導(dǎo)軌,其間距為l,導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為θ.整個(gè)裝置處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直斜面向上的勻強(qiáng)磁場中.a(chǎn)c端連有電阻值為R的電阻.若將一質(zhì)量為m,垂直于導(dǎo)軌的金屬棒EF在距bd端S處由靜止釋放,在EF棒滑至底端前會(huì)有加速和勻速兩個(gè)運(yùn)動(dòng)階段.今用大小為F,方向沿斜面向上的恒力把EF棒從bd位置由靜止推至距bd端S處,突然撤去恒力F,棒EF最后又回到bd端.已知金屬棒EF的電阻為r,導(dǎo)軌的電阻不計(jì),求:
(1)EF棒下滑過程中的最大速度?
(2)EF棒自bd端出發(fā)又回到bd端的整個(gè)過程中,電阻R中產(chǎn)生的熱量是多少?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

風(fēng)速儀的簡易裝置如圖甲所示.在風(fēng)力作用下,風(fēng)杯帶動(dòng)與其固定在一起的永磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng),線圈中的感應(yīng)電流隨風(fēng)速的變化而變化.風(fēng)速為v1,時(shí),測得線圈中的感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖乙所示;若風(fēng)速變?yōu)関2,且v2>v1,則感應(yīng)電流的峰值Im、周期T和電動(dòng)勢E的變化情況是(  )
A.Im變大,T變小B.Im變大,T不變
C.Im變小,E變小D.Im不變,E變大

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:多選題

物理興趣小組的同學(xué)將10m的導(dǎo)線與靈敏電流表相連,組成閉合電路.甲、乙兩個(gè)同學(xué),東西方向站立,迅速搖動(dòng)這條導(dǎo)線,如圖所示.在其他條件不變的情況下,下列說法正確的是(  )
A.沒有電流通過電流表
B.通過電流表的電流是直流電
C.通過電流表的電流是交流電
D.搖動(dòng)的角速度越大,電路中的電流最大值越大

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,在兩根平行長直導(dǎo)線M、N中,通入同方向同大小的電流,導(dǎo)線框abcd和兩導(dǎo)線在同一平面內(nèi),線框沿著與兩導(dǎo)線垂直的方向,自右向左在兩導(dǎo)線間勻速移動(dòng),在移動(dòng)過程中,線框中感應(yīng)電流的方向?yàn)椋ā 。?table style="margin-left:0px;width:650px;">A.沿abcda不變B.沿adcba不變C.由abcda變成adcbaD.由adcba變abcda

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖,兩條平行虛線之間存在勻強(qiáng)磁場,虛線間的距離為l,磁場方向垂直紙面向里.a(chǎn)bcd是位于紙面內(nèi)的梯形線圈,ad與bc間的距離也為l.t=0時(shí)刻,bc邊與磁場區(qū)域邊界重合.現(xiàn)令線圈以恒定的速度v沿垂直于磁場區(qū)域邊界的方向穿過磁場區(qū)域.取沿a→b→c→d→a的感應(yīng)電流方向?yàn)檎瑒t在線圈穿越磁場區(qū)域的過程中,感應(yīng)電流i隨時(shí)間t變化的圖線是( 。
A.B.C.D.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,虛線框內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場,將正方形閉合導(dǎo)線框從如圖所示的位置勻速拉出磁場,若第一次拉出時(shí)間為t,克服安培力做功為W1;第二次拉出時(shí)間為3t,克服安培力做功為W2,則( 。
A.W1=9W2B.W1=3W2C.W1=W2D.W1
1
3
W2

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

甲圖,電阻不計(jì)的軌道MON與PRQ平行放置,ON及RQ與水平面的傾角θ=53°,MO及PR部分的勻強(qiáng)磁場豎直向下,ON及RQ部分的磁場平行軌道向下,磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相同,兩根相同的導(dǎo)體棒ab和cd分別放置在導(dǎo)軌上,與導(dǎo)軌垂直并始終接觸良好.棒的質(zhì)量m=1.0kg,電阻R=1.0Ω,長度與導(dǎo)軌間距L相同,L=1.0m,棒與導(dǎo)軌間動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5,現(xiàn)對ab棒施加一個(gè)方向向右,力隨時(shí)間變化如乙圖,同時(shí)由靜止釋放cd棒,則ab棒做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),g取10m/s2,求:
(1)ab棒的加速度大;
(2)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小;
(3)若已知在前2s內(nèi)外力做功W=30J,求這一過程中電路產(chǎn)生的焦耳熱;
(4)求cd棒達(dá)到最大速度所需的時(shí)間.

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