【題目】如圖甲所示，空間存在B＝0.5T方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場。MN、PQ是相互平行的粗糙的長直導(dǎo)軌，處于同一水平面內(nèi)，其間距L＝0.2m，電阻R＝0.4Ω；ab是垂直跨接在導(dǎo)軌上質(zhì)量m＝0.1kg的導(dǎo)體棒，它與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.2。從t＝0時(shí)刻開始，通過一小型電動(dòng)機(jī)對ab棒施加一個(gè)水平向左的牽引力F，使其從靜止開始沿導(dǎo)軌做加速運(yùn)動(dòng)，此過程中導(dǎo)體棒始終保持與導(dǎo)軌垂直且接觸良好。圖乙是導(dǎo)體棒的速度—時(shí)間圖象（其中OA是直線，AC是曲線，DE是AC曲線的漸近線）。小型電動(dòng)機(jī)在12s末達(dá)到額定功率（設(shè)電動(dòng)機(jī)的功率為它的輸出功率），此后功率保持不變。除R以外，其余部分的電阻均不計(jì)，g取10m/s2。求：

（1）導(dǎo)體棒在0~12s內(nèi)的加速度大�。�

（2）電動(dòng)機(jī)的額定功率；

（3）若已知0~12s內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的熱量為12.5J，則此過程中牽引力做的功。

【答案】（1） （2） （3）

【解析】（1）由v-t圖象可知，在0-12s內(nèi)，導(dǎo)體棒ab做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，從圖象的斜率可知，導(dǎo)體棒在這段時(shí)間內(nèi)的加速度大小為：

（2）當(dāng)導(dǎo)體棒達(dá)到最大速度后，受力平衡，此時(shí)電動(dòng)機(jī)牽引力F、摩擦力和安培力之間的關(guān)系為：

導(dǎo)體棒勻速率切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢：

由閉合電路歐姆定律可知，回路中的感應(yīng)電流

導(dǎo)體棒達(dá)到最大速度后，電動(dòng)機(jī)的額定功率：

聯(lián)立上述各式得：

（3）在0-12s內(nèi)，電動(dòng)機(jī)牽引力為變力，由動(dòng)能定理可知：

，其中v12=9m/s

，由v-t圖象可知， =54m

則=10.8J

而在這段時(shí)間內(nèi)，克服安培力做的功，都轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故=12.5J

故在0-12s內(nèi)，牽引力F做的功=27.35J

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲所示，水平傳送帶AB逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，一個(gè)質(zhì)量為M=1.0kg的小物塊以某一初速度由傳送帶左端滑上，通過速度傳感器記錄下物塊速度隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖乙所示（圖中取向左為正方向，以物塊滑上傳送帶時(shí)為計(jì)時(shí)零點(diǎn)）．已知傳送帶的速度保持不變，g取10m/s2．求：

（1）物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ；

（2）物塊在傳送帶上的運(yùn)動(dòng)時(shí)間．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，Oa、Ob和ad是豎直平面內(nèi)三根固定的光滑細(xì)桿，O、a、b、c、d位于同一圓周上，c為圓周的最高點(diǎn)，a為最低點(diǎn)，O′為圓心．每根桿上都套著一個(gè)小滑環(huán)，兩個(gè)滑環(huán)從O點(diǎn)無初速釋放，一個(gè)滑環(huán)從d點(diǎn)無初速釋放，用t1、t2、t3分別表示滑環(huán)沿Oa、Ob、ad到達(dá)a、b所用的時(shí)間，則下列關(guān)系不正確的是(　　)

A. t1＝t2 B. t2＞t3

C. t1＜t2 D. t1＝t3

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲所示，粗糙斜面與水平面的夾角為30，質(zhì)量為0.3 kg的小物塊靜止在A點(diǎn)．現(xiàn)有一沿斜面向上的恒定推力F作用在小物塊上，作用一段時(shí)間后撤去推力F，小物塊能達(dá)到的最高位置為C點(diǎn)，小物塊從A到C的v－t圖象如圖乙所示．g取10 m/s2，則下列說法正確的是(　　)

A. 小物塊到C點(diǎn)后將沿斜面下滑

B. 小物塊加速時(shí)的加速度是減速時(shí)加速度的

C. 小物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為

D. 推力F的大小為6 N

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲，利用恒速滴液瓶（每隔相同時(shí)間從玻璃管口滴下一個(gè)液滴）和頻閃光源來研究自由落體運(yùn)動(dòng)。實(shí)驗(yàn)時(shí)，調(diào)節(jié)頻閃光源的頻率和恒速液滴的頻率，使兩者恰好相等，屏幕上就會(huì)出現(xiàn)“液滴不動(dòng)”的影點(diǎn)，設(shè)此時(shí)頻閃光源的頻率為f。某次實(shí)驗(yàn)的影點(diǎn)位置如圖乙所示，三個(gè)影點(diǎn)間的距離分別為h1、h2和h3。

①若圖乙中最上邊一個(gè)影點(diǎn)的初速度恰好為零，則h1：h2：h3＝___________，液滴下落加速度的表達(dá)式為a＝____________。

②圖乙中自上而下第二個(gè)影點(diǎn)瞬時(shí)速度的表達(dá)式為v＝_________。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】科技的發(fā)展正在不斷地改變著我們的生活，圖甲是一款放在水平桌面上的手機(jī)支架，其表面采用了納米微吸材料，用手觸碰無粘感，接觸到平整光滑的硬性物體時(shí)，會(huì)牢牢吸附在物體上。圖乙是手機(jī)靜止吸附在該手機(jī)支架上的側(cè)視圖，若手機(jī)的重力為G，下列說法正確的是

A. 手機(jī)受到的支持力大小為Gcosθ

B. 手機(jī)受到的摩擦力大小大于Gsinθ

C. 納米材料對手機(jī)的作用力方向豎直向上

D. 納米材料對手機(jī)的作用力大小為Gsinθ

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，窗子上、下沿間的高度H=1.6 m，墻的厚度d=0.4 m， 某人在離墻壁距離L=1.4 m、距窗子上沿h=0.2 m處的P點(diǎn)，將可視為質(zhì)點(diǎn)的小物件以v的速度水平拋出，小物件直接穿過窗口并落在水平地面上，取g=10 m/s2。則v的取值范圍是

A. v>7 m/s B. v<2.3 m/s

C. 3 m/s<v<7 m/s D. 2.3 m/s<v<3 m/s

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在應(yīng)用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器進(jìn)行勻變速直線運(yùn)動(dòng)的探究實(shí)驗(yàn)中，所用電源的頻率為50Hz，實(shí)驗(yàn)得到的一條紙帶如下圖所示。按時(shí)間順序取O、A、B、C、D、E、F七個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，每相鄰的兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間都有四個(gè)點(diǎn)未畫出，紙帶上相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)對應(yīng)的時(shí)間間隔為_______s，實(shí)驗(yàn)中測得相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離如圖所示（單位：cm），打C點(diǎn)時(shí)紙帶的速度為________m/s(保留三位有效數(shù)字)，紙帶運(yùn)動(dòng)的加速度為_________m/s2。（保留一位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，水平面MN的下方存在豎直向下的勻強(qiáng)電場，一帶電小球由MN上方的A點(diǎn)以一定初速度水平拋出，從B點(diǎn)進(jìn)入電場。到達(dá)C點(diǎn)時(shí)速度方向恰好水平。由此可知（　�。�

A. 從A到C，小球的動(dòng)能減小

B. 從B到C，小球的電勢能減小

C. 從A到B與從B到C小球的運(yùn)動(dòng)時(shí)間一定相等

D. 從A到B與從B到C小球的速度變化量大小一定相等

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