【題目】如圖,兩根電阻不計的平行光滑金屬導(dǎo)軌相距L=0.5m水平放置,一端與阻值R=0.3Ω的電阻相連。導(dǎo)軌x>0一側(cè)存在沿x方向變化的穩(wěn)恒磁場,其方向與導(dǎo)軌平面垂直,x=0處磁場的磁感應(yīng)強度B0=1T。一根質(zhì)量m=0.1kg、電阻r=0.1Ω的金屬棒垂直置于導(dǎo)軌上。棒在外力作用下從x=0處以初速度v0=2m/s沿導(dǎo)軌向右運動,運動過程中速度v與位移x滿足關(guān)系,通過電阻的電流保持不變。求:

(1)金屬棒運動過程中通過電阻R的電流;

(2)導(dǎo)軌x>0一側(cè)磁感應(yīng)強度Bxx變化關(guān)系;

(3)金屬棒從x=0運動到x=2m過程中外力的平均功率。

【答案】(1)2.5A

(2)

(3)2.41W

【解析】

試題(1)開始時棒產(chǎn)生的電動勢為:E=B0Lv0=1×0.5×2=1V

由閉合電路歐姆定律得回路中的感應(yīng)電流為:

(2)由通過電阻的電流保持不變,可知金屬棒切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢始終相等,所以有:B0Lv0=BxLvx,

解得:

(3)金屬棒在x處所受安培力的大小為:F=BxIL=(x+1)IL=1.25+1.25x

由于安培力與x成線性變化,所以在x=0到x=2m過程中克服安培力做功為:

克服安培力做功等于在此過程中回路中產(chǎn)生的熱量:Q=W=5J

因此電阻R上產(chǎn)生的熱量:

設(shè)x=0到x=2m過程外力的平均功率為,x=2m時金屬棒的速度為:

通過電阻的電流保持不變,有:QRI2Rt

因此x=0到x=2m過程用時:

由動能定理有:

因此

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相關(guān)習(xí)題

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【題目】利用如圖所示的電路測量一個滿偏電流為300μA,內(nèi)阻rg約為幾十到幾百歐姆的電流表的內(nèi)阻值,有如下的主要實驗器材可供選擇:

A.滑動變阻器(最大阻值10kΩ

B.滑動變阻器(最大阻值30kΩ

C.電源(電動勢8V,內(nèi)阻不計)

D.電源(電動勢3V,內(nèi)阻不計)

(1)為了使測量盡量精確,在上述可供選擇的器材中,滑動變阻器R應(yīng)選用_____,電源E應(yīng)選用_____。(選填器材前面的字母序號)

(2)實驗時要進行的主要步驟有:

A.斷開S2,調(diào)節(jié)R使其接入電路的阻值_______(填最大最小),閉合S1

B.調(diào)節(jié)R的阻值,使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度

C.閉合S2

D.調(diào)節(jié)電阻箱R的阻值,使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的三分之一

E.記下此時R的阻值為100.3Ω,則待測電流表的內(nèi)阻rg的測量值為_____Ω.

(3)請?zhí)岢鲆粭l提高本實驗精確度的方法_____________________.

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【題目】兩個相鄰的區(qū)域內(nèi)存在如圖所示的磁場,磁感應(yīng)強度大小都為B,方向相反且垂直紙面.一寬為lN匝長方形閉合導(dǎo)線回路abcd,在紙面內(nèi)以恒定速度v0向右運動,當運動到圖示位置時

A. 穿過回路磁通量為零

B. 回路中感應(yīng)電動勢大小為NBlv0

C. 回路中感應(yīng)電流的方向為a→b→c→d方向

D. 回路中ab邊與cd邊所受安培力方向相同

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【題目】把一根柔軟的螺旋形彈簧豎直懸掛起來,使它的下端剛好跟杯里的水銀面相接觸,并使它組成如圖所示的電路圖。當開關(guān)S接通后,將看到的現(xiàn)象是( )

A. 彈簧向上收縮

B. 彈簧被拉長

C. 彈簧上下跳動

D. 彈簧仍靜止不動

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,A、B球的質(zhì)量相等,彈簧的質(zhì)量不計,傾角為θ的斜面光滑,系統(tǒng)靜止時,彈簧與細線均平行于斜面,在細線被燒斷的瞬間下列說法正確的是(  )

A. 兩個小球的瞬時加速度均沿斜面向下,大小均為gsinθ

B. B球的受力情況未變,瞬時加速度為零

C. A球的瞬時加速度沿斜面向下,大小為2gsinθ

D. 彈簧有收縮的趨勢,B球的瞬時加速度向上,A球的瞬時加速度向下,瞬時加速度都不為零

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【題目】如圖所示為磁流體發(fā)電機的示意圖.金屬板M、N之間的間距為d,板間有垂直紙面向里、磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場,將一束等離子體(即高溫下電離的氣體,含有大量帶正電和帶負電的微粒,而從整體來說呈中性)以速度v從左側(cè)噴射入磁場,這時金屬板上就會聚集電荷,產(chǎn)生電壓.則下列說法中正確的是

A. 金屬板M上聚集負電荷,金屬板N上聚集正電荷

B. 通過電阻R的電流方向由ab

C. 通過電阻R的電流方向由ba

D. 該發(fā)電機的電動勢

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【題目】三維彈球 Window里面附帶的一款使用鍵盤操作的電腦游戲,小王同學(xué)受此啟發(fā),在趣味運動會上,為大家提供了一個類似的彈珠游戲。如圖所示,將一質(zhì)量為m=0.1kg的小彈珠 (可視為質(zhì)點 )放在 O點,用彈簧裝置將其彈出,使其沿著光滑的半圓形軌道 OA AB進入水平桌面 BC,從 C點水平拋出。已知半圓型軌道 OA AB的半徑分別為r=0.2m,R=0.4m BC為一段長為的粗糙水平桌面,小 彈珠與桌面間的動摩擦因數(shù)為μ=0.4 ,放在水平地面的矩形墊子 DEFG DE邊與 BC 垂直,C點離墊子的高度為h=0.8m C點離 DE的水平距離為x=0.6m,墊子的長度EF 1m,g=10m/s2求:

1)若小彈珠恰好不脫離圓弧軌道,在 B位置小彈珠對半圓軌道的壓力;

2)若小彈珠恰好不脫離圓弧軌道,小彈珠從 C點水平拋出后落入墊子時距左邊緣DE的距離。

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1)求汽車在AB路段上運動時所受的阻力f1;

2)求汽車剛好開過B點時的加速度a;

3)求520s汽車通過的位移大小x。

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A. 用戶總電阻變大

B. 降壓變壓器的輸入電壓變小

C. 輸電線上損耗的功率變小

D. 通過升壓變壓器原線圈的電流變小

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