【題目】如圖所示,絕緣水平面上固定平行長直金屬導(dǎo)軌,導(dǎo)軌間距為L,一端接有阻值為R的電阻,整個(gè)導(dǎo)軌平面處于與之垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。一根金屬桿的質(zhì)量為m,置于導(dǎo)軌上,與導(dǎo)軌垂直并接觸良好,金屬桿在導(dǎo)軌上的初速度大小為v0,方向平行于導(dǎo)軌。忽略金屬桿與導(dǎo)軌的電阻,不計(jì)摩擦。金屬桿在做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí),將產(chǎn)生一個(gè)電動(dòng)勢(shì),因而在電路中有電流通過。

1)因?qū)w運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)稱為動(dòng)生電動(dòng)勢(shì),產(chǎn)生動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的非靜電力是什么力?

2R上能產(chǎn)生多少焦耳熱?

3)當(dāng)金屬桿運(yùn)動(dòng)到總路程的k倍(0k1)時(shí),求此時(shí)的安培力的瞬時(shí)功率。

【答案】1)洛倫茲力(2mv023 v02(1-k)2

【解析】

1)動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的非靜電力是洛倫茲力;

2)由能量守恒定律可得R上產(chǎn)生的焦耳熱

Q=mv02

3)設(shè)金屬桿開始運(yùn)動(dòng)為計(jì)時(shí)起點(diǎn),t時(shí)刻(為停下)當(dāng)金屬桿的速度為v時(shí)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì):

E=BLv

安培力:

設(shè)向右為正,由動(dòng)量定理:

金屬棒的總位移為x,末速度為0,經(jīng)過一段時(shí)間的累加:

當(dāng)金屬桿運(yùn)動(dòng)到總路程的k倍時(shí):

得到

此時(shí)安培力的瞬時(shí)功率:

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】如圖所示,兩平行直導(dǎo)線豎直放置,兩導(dǎo)線內(nèi)通有方向相反、大小相等的電流,兩點(diǎn)位于兩導(dǎo)線所在的平面內(nèi)。則下列說法正確的是( 。

A.點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零

B.點(diǎn)磁場(chǎng)方向垂直紙面向里

C.導(dǎo)線受到的安培力的方向向右

D.同時(shí)改變兩導(dǎo)線的電流方向,導(dǎo)線受到的安培力的方向?qū)⒁搽S之改變

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,在軸右側(cè)平面內(nèi)存在方向垂直面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小,坐標(biāo)原點(diǎn)有一放射源,可以向軸右側(cè)平面沿各個(gè)方向6放射比荷為的正離子,這些離子速率分別在從0到最大值的范圍內(nèi),不計(jì)離子之間的相互作用.

(1)求離子打到軸上的范圍;

(2)若在某時(shí)刻沿方向放射各種速率的離子,求經(jīng)過時(shí)這些離子所在位置構(gòu)成的曲線方程;

(3)若從某時(shí)刻開始向軸右側(cè)各個(gè)方向放射各種速率的離子,求經(jīng)過時(shí)已進(jìn)入磁場(chǎng)的離子可能出現(xiàn)的區(qū)域面積.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在溫控電路中,通過熱敏電阻阻值隨溫度的變化可實(shí)現(xiàn)對(duì)電路相關(guān)物理量的控制.如圖所示,R1為電阻箱,R2為半導(dǎo)體熱敏電阻,C為電容器.已知熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而減小,則有(  )

A.R1固定,當(dāng)環(huán)境溫度降低時(shí)電壓表的示數(shù)減小

B.R1固定,當(dāng)環(huán)境溫度降低時(shí)R1消耗的功率增大

C.R1固定,當(dāng)環(huán)境溫度降低時(shí),電容器C的電荷量減少

D.R1固定,環(huán)境溫度不變,當(dāng)電容器C兩極板間的距離增大時(shí)極板之間的電場(chǎng)強(qiáng)度減小

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】1)如圖1在實(shí)驗(yàn)探究小車速度隨時(shí)間的變化規(guī)律、探究加速度與力、質(zhì)量關(guān)系、用自由落體運(yùn)動(dòng)驗(yàn)證機(jī)械能守恒中都用到的實(shí)驗(yàn)器材___(填字母)

2)小明同學(xué)用如圖2所示的實(shí)驗(yàn)裝置研究小車在拉力作用下的運(yùn)動(dòng),t表示小車運(yùn)動(dòng)的時(shí)間,x表示相應(yīng)時(shí)間內(nèi)小車的位移,小明根據(jù)數(shù)據(jù)己經(jīng)在圖像中描出幾個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)如圖3,請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)圖像判斷_____

A.小車做勻速直線運(yùn)動(dòng) B.小車0時(shí)刻的初速度是16m/s

C.小車運(yùn)動(dòng)的加速度a2.5m/s2 D.小車運(yùn)動(dòng)的加速度a5m/s2

3)小明對(duì)圖4紙帶的研究分析,認(rèn)為其是____打出的。(填字母)

A.“探究小車速度隨時(shí)間的變化規(guī)律實(shí)驗(yàn)

B.“探究橡皮筋做功與速度變化的關(guān)系實(shí)驗(yàn)

C.“用自由落體運(yùn)動(dòng)驗(yàn)證機(jī)械能守恒實(shí)驗(yàn)

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,電源電動(dòng)勢(shì)E、內(nèi)阻為rR1、R2、R 3為定值電阻(阻值均大于電源內(nèi)阻r),電壓表和電流表可視為理想電表,開關(guān)S閉合時(shí),一帶電油滴P恰好能靜止在平行金屬板之間,若將滑動(dòng)變阻器R的滑片向b端移動(dòng),下列說法正確的是

A.油滴將向上運(yùn)動(dòng)

B.電壓表的示數(shù)變小、電流表的示數(shù)變大

C.電源的輸出功率和效率都逐漸增大

D.R 1、R 3電阻上消耗的功率都變大

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在豎直平面內(nèi)建立一平面直角坐標(biāo)系xOy,x軸沿水平方向,如圖甲所示。第二象限內(nèi)有一水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度為E1=0.2N/C。坐標(biāo)系的第一、四象限內(nèi)有一正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)交變磁場(chǎng),電場(chǎng)方向豎直向上,電場(chǎng)強(qiáng)度E2=0.1N/C,勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直紙面。某比荷為=102C/kg的帶正電的粒子(可視為質(zhì)點(diǎn))以v0=4m/s豎直向上的速度從-x上的A點(diǎn)進(jìn)入第二象限,并從+y上的C點(diǎn)沿水平方向進(jìn)入第一象限。取粒子剛進(jìn)入第一象限的時(shí)刻為0時(shí)刻,磁感應(yīng)強(qiáng)度按圖乙所示規(guī)律變化(以垂直紙面向外的磁場(chǎng)方向?yàn)檎较颍?/span>g=10m/s2。試求:(結(jié)果可用π表示)

(1)帶電粒子運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的縱坐標(biāo)值h及到達(dá)C點(diǎn)的速度大小v1;

(2)+x軸上有一點(diǎn)D,OD=OC,若帶電粒子在通過C點(diǎn)后的運(yùn)動(dòng)過程中不再越過y軸,要使其恰能沿x軸正方向通過D點(diǎn),求磁感應(yīng)強(qiáng)度B0及其磁場(chǎng)的變化周期T0;

(3)要使帶電粒子通過C點(diǎn)后的運(yùn)動(dòng)過程中不再越過y軸,求交變磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B0和變化周期T0的乘積B0T0應(yīng)滿足的關(guān)系。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖甲所示,理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為10∶1,R120 Ω,R230 Ω,C為電容器,已知通過R1的正弦式電流如圖乙所示,則 ( )

A. 交變電流的頻率為0.02 Hz

B. 原線圈輸入電壓的最大值為200 V

C. 電阻R2的電功率約為6.67 W

D. 通過R3的電流始終為零

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,質(zhì)量為m = 245 g的物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))放在質(zhì)量為M = 0.5 kg的木板左端,足夠長的木板靜止在光滑水平面上,物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ = 0.4,質(zhì)量為 m0 = 5 g的子彈以速度v0 = 300 m/s沿水平方向射入物塊并留在其中(時(shí)間極短),g = 10 m/s2,則在整個(gè)過程中

A. 物塊和木板組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒

B. 子彈的末動(dòng)量大小為0.01 kg m/s

C. 子彈對(duì)物塊的沖量大小為0.49 Ns

D. 物塊相對(duì)木板滑行的時(shí)間為1 s

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