【題目】如圖(a)所示,兩條足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌豎直放置,導(dǎo)軌間距Llm,兩導(dǎo)軌的上端接有一個(gè)R的定值電阻。虛線OO′下方是垂直于導(dǎo)軌平面向內(nèi)的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度B2T.現(xiàn)將質(zhì)量m0.1kg、電阻不計(jì)的金屬桿ab,從OO′上方某處由靜止釋放,金屬桿在下落的過程中與導(dǎo)軌保持良好接觸,且始終保持水平,導(dǎo)軌電阻不計(jì)。已知金屬桿下落0.3m的過程中,加速度a與下落距離h的關(guān)系如圖(b)所示,g10m/s2.求:

1)金屬桿剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),速度v0為多大?

2)金屬桿下落0.3m的過程中,在電阻R上產(chǎn)生的熱量Q為多少?

3)金屬桿下落0.3m的過程中,在電阻R上通過的電量q為多少?

【答案】11m/s;(20.2875J;(30.25C。

【解析】

1)金屬桿進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)受到的安培力:

FBIL

由圖示圖線可知,金屬桿進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的加速度:

a010m/s2

方向:豎直向上,

對(duì)金屬桿,由牛頓第二定律得:

mgma0,

代入數(shù)據(jù)解得:v01m/s

2)由圖(b)所示圖線可知,金屬桿下落0.3s
時(shí)加速度:a0,

金屬桿所受合力為零,重力與安培力平衡,

由平衡條件得:

mg,

代入數(shù)據(jù)解得:v0.5m/s

從開始到下落0.3m過程,由能量守恒定律得:

mgh+Q,

代入數(shù)據(jù)解得:Q0.2875J;

3)進(jìn)入磁場(chǎng)前金屬桿做自由落體運(yùn)動(dòng),

v022gh1,

代入數(shù)據(jù)解得:h10.05m,

金屬桿在磁場(chǎng)中下落的高度:

h2hh1

代入數(shù)據(jù)解得:h20.25m,

平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì):

,

平均感應(yīng)電流:

,

電阻R上通過的電荷量:

代入數(shù)據(jù)解得:q0.25C;

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在光滑圓錐形容器中,固定了一根光滑的豎直細(xì)桿,細(xì)桿與圓錐的中軸線重合,細(xì)桿上穿有小環(huán)(小環(huán)可以自由轉(zhuǎn)動(dòng),但不能上下移動(dòng)),小環(huán)上連接一輕繩,與一質(zhì)量為的光滑小球相連,讓小球在圓錐內(nèi)作水平面上的勻速圓周運(yùn)動(dòng),并與圓錐內(nèi)壁接觸。如圖所示,圖①中小環(huán)與小球在同一水平面上,圖②中輕繩與豎直軸成角。設(shè)圖①和圖②中輕繩對(duì)小球的拉力分別為,圓錐內(nèi)壁對(duì)小球的支持力分別為,則在下列說法中正確的是( 。

A.一定為零,一定為零

B.可以為零,可以不為零

C.可以為零,可以不為零

D.一定不為零,可以為零

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】發(fā)光二極管在生產(chǎn)和生活中得到了廣泛應(yīng)用,如圖(a)所示是一款發(fā)光二極管的實(shí)物圖,正常使用時(shí),帶“+”號(hào)的一端接高電勢(shì),帶“﹣”號(hào)的一端接低電勢(shì)。某同學(xué)想描繪它的伏安特性曲線,設(shè)計(jì)了如圖(b)所示電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn),測(cè)得它兩端的電壓U和通過它的電流I,所得數(shù)據(jù)如表所示。

U/V

0

0.40

0.80

1.20

1.60

2.00

2.40

2.80

I/mA

0

0.9

2.3

4.3

8.0

12.0

19.0

30.0

1)實(shí)驗(yàn)室提供的器材如下

A.電壓表(量程03V,內(nèi)阻約10kΩ

B.電壓表(量程015V,內(nèi)阻約25kΩ

C.電流表(量程050mA,內(nèi)阻約50Ω

D.滑動(dòng)變阻器(阻值范圍010Ω,允許最大電流3A

E.滑動(dòng)變阻器(阻值范圍0500Ω,允許最大電流為1A

F.電源(電動(dòng)勢(shì)3V,內(nèi)阻不計(jì))

G.開關(guān),導(dǎo)線若干

該同學(xué)為了實(shí)驗(yàn)結(jié)果更精確,電壓表應(yīng)選_____,滑動(dòng)變阻器應(yīng)選_____(填選項(xiàng)字母);在實(shí)驗(yàn)過程中,開關(guān)S閉合前,滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)置于最_____端(選填“左”或“右”)

2)根據(jù)表中數(shù)據(jù),在圖(c)所示的坐標(biāo)紙中畫出該發(fā)光二極管的I﹣U圖線_____。由IU圖線可知:二極管的電阻值隨工作電壓的增大而_____(選填“不變”或“增大”或“減小”);

3)若將n只該款發(fā)光二極管并聯(lián)后,直接與電動(dòng)勢(shì)為3.2V、內(nèi)阻為20Ω的電源組成閉合回路,可使這些發(fā)光二極管消耗的總功率最大,則n_____

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖,光滑水平地面上有一長(zhǎng)L4.0m的凹槽A,在距凹槽左側(cè)1m處放一小物塊B,凹槽與小物塊的質(zhì)量均為m,兩者之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ0.05,開始時(shí)物塊靜止,凹槽以v0=6m/s初速度向右運(yùn)動(dòng),設(shè)物塊與凹槽槽壁碰撞過程中沒有能量損失,且碰撞時(shí)間不計(jì),小物塊B可視為質(zhì)點(diǎn),g10m/s2.:

(1)物塊與凹槽相對(duì)靜止吋共同速度的大小和方向;

(2)從凹槽開始運(yùn)動(dòng)到兩者相對(duì)靜止物塊與左側(cè)槽壁碰撞的次數(shù)

(3)從凹槽開始運(yùn)動(dòng)到兩者剛相對(duì)靜止的過程中,凹槽運(yùn)動(dòng)的位移大小?

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,甲輪和乙輪的半徑之比是2:1A、B兩點(diǎn)分別為甲乙兩輪的邊緣上的點(diǎn),C點(diǎn)在甲輪上,它到轉(zhuǎn)軸的距離是甲輪半徑的,甲輪以角速度ω轉(zhuǎn)動(dòng),皮帶不打滑, AB、C三點(diǎn)的:

(1)線速度大小之比為__________________

(2)角速度大小之比為__________________;

(3)向心加速度大小之比為______________。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,電路中接一電動(dòng)勢(shì)為4V、內(nèi)阻為的直流電源,電阻R1、R2R3、R4的阻值均為,電容器的電容為30μF,電流表的內(nèi)阻不計(jì),當(dāng)電路穩(wěn)定后,求:

1】電流表的讀數(shù)

2】電容器所帶的電荷量

3】如果斷開電源,通過R2的電荷量

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng),已知第1s末的速度是6m/s,第2s末的速度是8m/s,則下面結(jié)論正確的是(

A. 物體零時(shí)刻的速度是3 m/s B. 物體的加速度是2 m/s2

C. 1s內(nèi)的位移是6m D. 1 s內(nèi)的平均速度是6 m/s

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】太陽內(nèi)部發(fā)生的核反應(yīng)主要是輕核的聚變,太陽中存在的主要元素是氫,氫核的聚變反應(yīng)可以看做是4個(gè)氫核(H)結(jié)合成1個(gè)氦核(He).下表中列出了部分粒子的質(zhì)量(1 u相當(dāng)于931.5 MeV的能量),以下說法中正確的是 (  )

粒子名稱

質(zhì)子p

α粒子

電子e

中子n

質(zhì)量/u

1.007 3

4.001 5

0.000 55

1.008 7

A. 核反應(yīng)方程式為

B. 核反應(yīng)方程式為

C. 4個(gè)氫核結(jié)合成1個(gè)氦核時(shí)的質(zhì)量虧損約為0.02715u

D. 4個(gè)氫核聚變反應(yīng)過程中釋放的能量約為24.8 MeV

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】一艘宇宙飛船飛近某一新發(fā)現(xiàn)的行星,并進(jìn)入靠近該行星表面的圓形軌道繞行數(shù)圈后,著陸在行星上,宇宙飛船上備有以下實(shí)驗(yàn)儀器:

A.物體一個(gè)

B 彈簧測(cè)力計(jì)一個(gè)

C.精確秒表一只

D.天平一臺(tái)(附砝碼一套)

為測(cè)定該行星的質(zhì)量M和半徑R,宇航員在繞行及著陸后各進(jìn)行一次測(cè)量,依據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)可以求出R(已知引力常量為G)。

(1)繞行時(shí)測(cè)量所用的儀器為________(用儀器前的字母序號(hào)表示),所測(cè)物理量為________。

(2)著陸后測(cè)量所用的儀器為________(用儀器的字母序號(hào)表示),所測(cè)物理量為______________________。用測(cè)量數(shù)據(jù)求該星球半徑R________。

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