如圖9-3-27所示，兩足夠長且間距L＝1 m的光滑平行導軌固定于豎直平面內，導軌的下端連接著一個阻值R＝1 Ω的電阻.質量為m＝0.6 kg的光滑金屬棒MN靠在導軌上，可沿導軌滑動且與導軌接觸良好，整個導軌處在空間足夠大的垂直于平面向里的勻強磁場中，磁感應強度B＝1 T.現(xiàn)用內阻R＝1 Ω的電動機牽引金屬棒MN，使其從靜止開始運動直到獲得穩(wěn)定速度，若上述過程中電流表和電壓表的示數(shù)始終保持1 A和8 V不變（金屬棒和導軌的電阻不計，重力加速度g取10 m/s2），求：

圖9-3-27

（1）電動機的輸出功率；

（2）金屬棒獲得的穩(wěn)定速度的大��；

（3）若金屬棒從靜止開始運動到獲得穩(wěn)定速度的過程中，棒上升的高度為1 m，該過程中電阻R上產(chǎn)生的電熱為0.7 J，求此過程經(jīng)歷的時間.

（1）7 W�。�2）1 m/s�。�3）1 s


解析:

（1）電動機的輸出功率（即繩對金屬棒的拉力功率）為P＝UI-I2r

代入數(shù)據(jù)得P＝7 W.

（2）金屬棒受到拉力、重力、安培力作用，向上做加速度減小的加速運動，當加速度減為零時，棒獲得穩(wěn)定速度，此后棒做勻速運動.

此時P＝（mg＋F安）v

其中

即

代入數(shù)據(jù)解得v＝1 m/s.

（3）此過程根據(jù)能量轉化與守恒定律得

解得經(jīng)歷的時間t＝1 s.

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

某同學設計了一種測溫裝置，其結構如圖（a）所示，玻璃泡A內封有一定質量的氣體，與A相連的細管B插在水銀槽中，管內水銀面的高度x即可反映泡內氣體的溫度，即環(huán)境溫度，并可由B管上的刻度直接讀出（B管的體積與A泡的體積相比可略去不計）．該同學在某一恒定的大氣壓下提供不同的環(huán)境溫度對B管進行溫度刻度，測量獲得的數(shù)據(jù)及B管上的溫度刻度如下表所示：
環(huán)境溫度t（℃） -27 0 27 54 81 100
汞柱高x（cm） 25.8 20.4 15 9.6 4.2 0.4
溫度刻度t（℃） -27 0 27 54 81 100
該同學將上表中環(huán)境溫度t（℃）和汞柱高x（cm）的數(shù)據(jù)輸入圖形計算器，繪制出x-T圖象，如圖（b）所示，請根據(jù)圖象提供的信息：
（1）寫出汞柱高x隨環(huán)境溫度T變化的函數(shù)關系式
x=75-0.2T
x=75-0.2T
；
（2）推斷出當時的大氣壓強值p0=
75
75
cmHg；
（3）由于大氣壓要隨季節(jié)和天氣變化，所以用這種測溫裝置來測量溫度不可避免地會產(chǎn)生誤差，若有一次測量時大氣壓強p0′比上述大氣壓p0低了1cmHg，那么此次測量的溫度測量值與其實際的真實值相比是
偏大
偏大
（選填“偏大”或“偏小”）的，測量值與真實值差
5
5
℃．

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科目：高中物理 來源： 題型：

為了測量電流表A1的內阻，某同學采用如實圖7-9所示的實驗電路．其中：

實圖7-9

A1是待測電流表，量程為300 μA，內阻約為100 Ω；

A2是標準電流表，量程是200 μA；

R1是電阻箱，阻值范圍是0～999.9 Ω；

R2是滑動變阻器；

R3是保護電阻；

E是電池組，電動勢為4 V，內阻不計；

S1是單刀單擲開關，S2是單刀雙擲開關．

(1)①實驗中滑動變阻器采用________接法(填“分壓”或“限流”)；

②根據(jù)如圖7-3-27所示電路的實物圖，請在下面方框中畫出實驗電路圖．

 (2)請將該同學的操作補充完整：

①連接好電路，將滑動變阻器R2的滑片移到最________(填“左端”或“右端”)；將開關S2扳到接點a處，接通開關S1；調整滑動變阻器R2，使電流表A2的讀數(shù)是150  μA；

②將開關S2扳到接點b處，________，使電流表A2的讀數(shù)仍是150  μA.

 


③若此時電阻箱各旋鈕的位置如實圖7-10所示，則待測電流表A1的內阻Rg＝________Ω.

實圖7-10

(3)上述實驗中，無論怎樣調整滑動變阻器R2的滑片位置，都要保證兩只電流表的安全．在下面提供的四個電阻中，保護電阻R3應選用________．(填寫阻值前相應的字母)

A．200 kΩ                                                                        B．20 kΩ

C．15 kΩ                                                                          D．150 kΩ

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科目：高中物理 來源： 題型：

輕質細線吊著一質量為m＝0.32 kg，邊長為L＝0.8 m、匝數(shù)n＝10的正方形線圈，總電阻為r＝1 Ω，邊長為的正方形磁場區(qū)域對稱分布在線圈下邊的兩側，如圖9-2-10甲所示，磁場方向垂直紙面向里，大小隨時間變化如圖9-2-27乙所示，從t＝0開始經(jīng)t0時間細線開始松弛，取g＝10 m/s2.求：

圖9-2-10

(1)在前t0時間內線圈中產(chǎn)生的電動勢．

(2)在前t0時間內線圈的電功率．

(3)t0的值．

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科目：高中物理 來源： 題型：

相距L＝1.5 m的足夠長金屬導軌豎直放置，質量為m1＝1 kg的金屬棒ab和質量為m2＝0.27 kg的金屬棒cd均通過棒兩端的套環(huán)水平地套在金屬導軌上，如圖9-3-10(a)所示，虛線上方磁場方向垂直紙面向里，虛線下方磁場方向豎直向下，兩處磁場磁感應強度大小相同．ab棒光滑，cd棒與導軌間的動摩擦因數(shù)為μ＝0.75，兩棒總電阻為1.8 Ω，導軌電阻不計．ab棒在方向豎直向上，大小按圖9-3-10(b)所示規(guī)律變化的外力F作用下，從靜止開始，沿導軌勻加速運動，同時cd棒也由靜止釋放．

圖9-3-10

(1)求出磁感應強度B的大小和ab棒加速度的大��；

(2)已知在2 s內外力F做功40 J，求這一過程中兩金屬棒產(chǎn)生的總焦耳熱．

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