【題目】如圖甲所示,水平面上固定著兩根間距L=0.5m的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQM、P兩點間連接一個阻值R=3Ω的電阻,一根質(zhì)量m=0.2kg、電阻r=2Ω的金屬棒ab垂直于導(dǎo)軌放置。在金屬棒右側(cè)兩條虛線與導(dǎo)軌之間的矩形區(qū)域內(nèi)有磁感應(yīng)強度大小B=2T、方向豎直向上的勻強磁場,磁場寬度d=5.2m,F(xiàn)對金屬棒施加一個大小F=2N、方向平行導(dǎo)軌向右的恒力,從金屬棒進入磁場開始計時,其運動的v-t圖象如圖乙所示,運動過程中金屬棒與導(dǎo)軌始終保持良好接觸,導(dǎo)軌電阻不計。求:

1)金屬棒剛進入磁場時所受安培力的大小F;

2)金屬棒通過磁場過程中電阻R產(chǎn)生的熱量QR

【答案】10.8N21.2J

【解析】

1)由圖乙可知,金屬棒ab剛進入磁場時速度v0=4m/s,此時,感應(yīng)電動勢:

E=BLv0

感應(yīng)電流:

安培力的大小:

F=BIL

解得:

2)設(shè)金屬棒在磁場中最大速度為vm,此時安培力與恒力F大小相等,則有:

代入數(shù)據(jù)解得:

設(shè)金屬棒通過磁場的過程中回路產(chǎn)生的總熱量為Q,由功能關(guān)系,得:

解得:Q=2J

所以電阻R產(chǎn)生的熱量:

答:(1)金屬棒剛進入磁場時所受安培力的大小.

2)金屬棒通過磁場過程中電阻R產(chǎn)生的熱量.

練習冊系列答案
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【題目】如圖甲所示,質(zhì)量m1kg、初速度v06 m/s的物塊受水平向左的恒力F作用,在粗糙的水平地面上從O點開始向右運動,O點為坐標原點,整個運動過程中物塊速率的平方隨位置坐標變化的關(guān)系圖象如圖乙所示,g10m/s2,下列說法中正確的是

A. t2s時物塊速度為零 B. t3s時物塊回到O

C. 恒力F大小為2N D. 物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)為0.1

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【題目】如圖所示xOy坐標系,在第二象限內(nèi)有水平向右的勻強電場,在第一、第四象限內(nèi)分別存在勻強磁場,磁感應(yīng)強度大小相等,方向如圖所示。現(xiàn)有一個質(zhì)量為m、電量為q的帶正電的粒子在該平面內(nèi)從x軸上的P,以垂直于x軸的初速度v0進入勻強電場,恰好經(jīng)過y軸上的Q點,且與y軸成450角射出電場,再經(jīng)過一段時間又恰好垂直于x軸進入第四象限的磁場。已知OP之間的距離為d(不計粒子的重力)。求:

(1)O點到Q點的距離;

(2)磁感應(yīng)強度B的大。

(3)帶電粒子自進入電場至在磁場中第二次經(jīng)過x軸所用的時間。

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【題目】如圖所示,傳送帶足夠長,與水平面間的夾角,并以的速度逆時針勻速轉(zhuǎn)動著,在傳送帶的A端輕輕地放一個質(zhì)量為m=1kg的小物體,若已知物體與傳送帶之間的動摩擦因數(shù),(g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)則下列有關(guān)說法正確的是(

A.小物體運動1s后,受到的摩擦力大小不適用公式

B.小物體運動1s后加速度大小為2 m/s2

C.在放上小物體的第1s內(nèi),系統(tǒng)產(chǎn)生50J的熱量

D.在放上小物體的第1s內(nèi),至少給系統(tǒng)提供能量70J才能維持傳送帶勻速轉(zhuǎn)動

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【題目】如圖所示,開關(guān)S閉合后,當A、B兩點間輸入有效值為UAB的交流電壓時,電阻值恒定的六個相同燈泡發(fā)光亮度相同(即通過電流相等),已知變壓器為理想變壓器,原、副線圈匝數(shù)分別為m1、m2,UAB保持不變,副線圈兩端電壓用UCD表示,開關(guān)S閉合或斷開,六個燈泡都不損壞,則下列說法正確的是(  )

A.m1m2=14

B.若開關(guān)S閉合,UABUCD=61

C.若開關(guān)S斷開,UABUCD=83

D.開關(guān)S斷開后,燈泡L1的亮度比S閉合時暗

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【題目】一課外實驗小組用如圖所示的電路測量某待測電阻Rx的阻值.圖中R0為標準定值電阻(R0=20.0 Ω);電壓表可視為理想電壓表;S1為單刀開關(guān),S2為單刀雙擲開關(guān);E為電源;R為滑動變阻器.采用如下步驟完成實驗:

(1)按照實驗原理線路圖(a),將圖(b)中實物連線________

(2)將滑動變阻器滑動端置于適當?shù)奈恢,閉合S1.

(3)將開關(guān)S2擲于1端,改變滑動變阻器滑動端的位置,記下此時電壓表的示數(shù)U1;然后將S2擲于2端,記下此時電壓表的示數(shù)U2.

(4)待測電阻阻值的表達式Rx________(R0、U1、U2表示)

(5)重復(fù)步驟(3),得到如下數(shù)據(jù).

(6)利用上述5次測量所得的平均值,求得Rx________Ω.(保留1位小數(shù))

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【題目】如圖所示,質(zhì)量為m的足球在水平地面的位置1被踢出后落到水平地面的位置3,在空中達到的最高點位置2的高度為h,已知重力加速度為g。下列說法正確的是:

A. 足球由1運動到2的過程中,重力做的功為mgh

B. 足球由2運動到3的過程中,重力勢能減少了mgh

C. 足球由1運動到3的過程中,重力做的功為2mgh

D. 因為沒有選定參考平面,所以無法確定重力勢能變化了多少

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【題目】如圖所示,固定位置在同一水平面內(nèi)的兩根平行長直金屬導(dǎo)軌的間距為d,其右端接有阻值為R的電阻,整個裝置處在豎直向上磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場中。一質(zhì)量為m(質(zhì)量分布均勻)的導(dǎo)體桿ab垂直于導(dǎo)軌放置,且與兩導(dǎo)軌保持良好接觸,桿與導(dǎo)軌之間的動摩擦因數(shù)為,F(xiàn)桿在水平向左、垂直于桿的恒力F作用下從靜止開始沿導(dǎo)軌運動距離時,速度恰好達到最大(運動過程中桿始終與導(dǎo)軌保持垂直)。設(shè)桿接入電路的電阻為r,導(dǎo)軌電阻不計,重力加速度大小為g。則此過程

A.桿的速度最大值為

B.流過電阻R的電量為

C.恒力F做的功與摩擦力做的功之和等于桿動能的變化量

D.恒力F做的功與安倍力做的功之和大于桿動能的變化量

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【題目】(多選)如圖所示,粗糙水平面上有一長木板,一個人站在木板上用力F向右推箱子,木板、人、箱子均處于靜止狀態(tài).三者的質(zhì)量均為m,下列說法正確的是(  )

A. 箱子受到的摩擦力方向向右

B. 人受到的摩擦力方向向右

C. 箱子對木板的摩擦力方向向右

D. 若水平面光滑,人用同樣大小的力F推箱子,能使長木板在水平面上滑動

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