【題目】如圖甲所示,不計(jì)電阻的平行金屬導(dǎo)軌豎直放置,導(dǎo)軌間距為L1 m,上端接有電阻R3 Ω,虛線OO下方是垂直于導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場.現(xiàn)將質(zhì)量m0.25 kg、電阻r1 Ω的金屬桿ab,從OO上方某處垂直導(dǎo)軌由靜止釋放,桿下落過程中始終與導(dǎo)軌保持良好接觸,桿下落過程中的vt圖象如圖乙所示(g10 m/s2)。求:

1金屬桿ab剛進(jìn)入磁場時(shí)的速度大;

2磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小;

3桿在磁場中下落0.2 s的過程中電阻R產(chǎn)生的熱量。

【答案】110 m/s21 T.33.75 J

【解析】試題分析:

(1) 根據(jù)桿下落過程中的v-t圖象可知開始導(dǎo)體棒自由落體運(yùn)動,進(jìn)入磁場時(shí)開始勻速運(yùn)動,由圖象可求出剛進(jìn)入磁場時(shí)速度的大;

(2) 金屬棒進(jìn)入磁場時(shí),做勻速運(yùn)動,所受重力等于安培力的大小,因此根據(jù)受力平衡可解得正確結(jié)果;

(3) 導(dǎo)體棒在磁場中勻速運(yùn)動,因此回路中電流恒定,根據(jù)Q=I2Rt,可求出回路中的產(chǎn)生的熱量。

(1) 由圖象可知,桿自由下落1s進(jìn)入磁場以v=10m/s做勻速運(yùn)動;

(2) 回路中產(chǎn)生的電動勢為:E=BLv,

桿所受安培力為:F=BIL

根據(jù)平衡條件有:mg=F

代入數(shù)據(jù)解得:B=1T;

(3) 回路中的電流為:

電阻R產(chǎn)生的熱量為:Q=I2Rt=3.75J。

點(diǎn)晴:本題考查了導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生電動勢E=BLv、安培力F=BIl等知識的理解和應(yīng)用,注意公式的適用條件以及公式中各個(gè)物理量的含義。

練習(xí)冊系列答案
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【題目】利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器研究一個(gè)約1.4 m高的商店卷簾窗的運(yùn)動、將紙帶粘在卷簾底部,紙帶通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器隨卷簾在豎直面內(nèi)向上運(yùn)動,打點(diǎn)后的紙帶如圖所示,數(shù)據(jù)如表格所示,紙帶中ABBC、CD……每兩點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為0.1 s,根據(jù)各間距的長度,可計(jì)算出卷簾在各間距內(nèi)的平均速度v,可將v近似地作為該間距中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度.

(1)請根據(jù)所提供的紙帶和數(shù)據(jù),在圖中繪出卷簾運(yùn)動的vt圖象_____________

(2)AK段的平均速度為________m/s.

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【題目】有一個(gè)額定電壓為2.8 V的小燈泡,現(xiàn)要用伏安法描繪這個(gè)燈泡的IU圖線,有下列器材供選用:

A.電壓表(03 V,內(nèi)阻6 kΩ)

B.電壓表(015 V,內(nèi)阻30 kΩ)

C.電流表(03 A,內(nèi)阻0.1 Ω)

D.電流表(00.6 A,內(nèi)阻0.5 Ω) E.滑動變阻器(10 Ω,5 A)

F.滑動變阻器(200 Ω,0.5 A) G.蓄電池(電動勢6 V,內(nèi)阻不計(jì))

(1)用如圖甲所示的電路進(jìn)行測量,電壓表應(yīng)選用________,電流表應(yīng)選用________.滑動變阻器應(yīng)選用________(用字母序號表示)

(2)若將此燈泡與電動勢為6 V、內(nèi)阻不計(jì)的電源相連,要使燈泡正常發(fā)光,需串聯(lián)一個(gè)阻值為________Ω的電阻(保留兩位有效數(shù)字)

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【題目】如圖所示,虛線a、b、c代表電場中三個(gè)等勢面,相鄰等勢面之間的電勢差相等,即Uab = Ubc,實(shí)線為一帶正電的質(zhì)點(diǎn)僅在電場力作用下通過該區(qū)域時(shí)的運(yùn)動軌跡,P、Q是這條軌跡上的兩點(diǎn),據(jù)此可知(

A. 三個(gè)等勢面中,c的電勢最高

B. 帶電質(zhì)點(diǎn)通過P點(diǎn)時(shí)的動能比通過Q點(diǎn)時(shí)大

C. 帶電質(zhì)點(diǎn)在P點(diǎn)具有的電勢能比在Q點(diǎn)具有的電勢能大

D. 帶電質(zhì)點(diǎn)通過P點(diǎn)時(shí)的加速度比通過Q點(diǎn)時(shí)大

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【題目】如圖所示,在半徑為R的圓形區(qū)域存在垂直于紙面向里的磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度為BABCD是兩個(gè)直徑,O點(diǎn)為圓心,P點(diǎn)為圓周上的一定,P點(diǎn)到AB的距離為,在P點(diǎn)有一粒源,沿平面向各個(gè)方向發(fā)射電荷量為q,質(zhì)量為m的帶負(fù)電的粒子。

1若一粒子的速度大小為,沿平行于AB的方向射入磁場,則該粒子在磁場中的運(yùn)動時(shí)間為多少?

2若一粒子的速度大小為,沿平行于AB的方向射入磁場,則該粒子在磁場中的運(yùn)動時(shí)間為多少?

3若粒子源所有粒子的速度均為,則所以粒子在磁場中運(yùn)動范圍的面積是多少?

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【題目】2016915,天宮二號空間實(shí)驗(yàn)室發(fā)射成功。之后,北京航天飛行控制中心成功進(jìn)行了兩次軌道控制,將天宮二號調(diào)整至距地球表面393km的圓形軌道,周期1.5h關(guān)于天宮二號在此軌道上運(yùn)行的情況,下列說法正確的是

A. 其線速度大于地球第一宇宙速度

B. 其角速度小于地球自轉(zhuǎn)角速度

C. 其高度小于地球同步衛(wèi)星的高度

D. 其向心加速度大于地球表面的重力加速度

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【題目】如圖所示的xOy坐標(biāo)系中,在第Ⅰ象限內(nèi)存在沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場,第Ⅳ象限內(nèi)存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場.一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子,從y軸上的P點(diǎn)垂直進(jìn)入勻強(qiáng)電場,經(jīng)過x軸上的Q點(diǎn)以速度v進(jìn)入磁場,方向與x軸正向成30°角.若粒子在磁場中運(yùn)動后恰好能再回到電場,已知OP,粒子的重力不計(jì),電場強(qiáng)度E和磁感應(yīng)強(qiáng)度B大小均未知.求:

(1)OQ的距離;

(2)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大;

(3)若在O點(diǎn)右側(cè)22L處放置一平行于y軸的擋板,粒子能擊中擋板并被吸收,求粒子從P點(diǎn)進(jìn)入電場到擊中擋板的時(shí)間.

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【題目】如圖所示,兩個(gè)皮帶輪順時(shí)針轉(zhuǎn)動,帶動水平傳送帶以不變的速率運(yùn)行.將質(zhì)量為的物體(可視為質(zhì)點(diǎn))輕輕放在傳送帶左端,經(jīng)時(shí)間后,的速度變?yōu)?/span>,再經(jīng)過時(shí)間后,到達(dá)傳送帶右端.傳送帶與物體間的動摩擦因數(shù),則(

A. 物體由傳送帶左端到右端的平均速度為

B. 傳送帶對物體做的功為

C. 傳送帶克服物體對它的摩擦力所做的功為

D. 為了傳送貨物電動機(jī)增加的功率為

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【題目】下面敘述正確的是

A. 原子核所含核子單獨(dú)存在時(shí)的總質(zhì)量大于該原子核的質(zhì)量

B. 32個(gè)半衰期為2 年的銫134原子核,經(jīng)過4年時(shí)間還剩下8個(gè)銫134

C. 同一光電管中發(fā)生光電效應(yīng)時(shí),增大照射光的頻率就能增大光電子的最大初動能

D. 氫原子從n=6能級躍遷至n=2能級時(shí)輻射出頻率為n的光子,從n=5 能級躍遷至n=2能級時(shí)輻射出頻率為的光子,則頻率為的光子能量較大

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