精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
如图所示,竖直放置的足够长平行光滑金属导轨ab、cd,处在垂直导轨平面向里的水平匀强磁场中,其上端连接一个阻值为R=0.40Ω的电阻;质量为m=0.01kg、电阻为r=0.30Ω的金属棒MN紧贴在导轨上,保持良好接触.现使金属棒MN由静止开始下滑,通过位移传感器测出下滑的位移大小与时间的关系如下表所示,导轨电阻不计,重力加速度g取l0m/s2.试求
时间t(s)0.20.40.60.81.01.21.4
下滑位移x(m)0.170.561.312.634.035.436.83
(1)当t=1.0s瞬间,电阻R两端电压U大小;
(2)金属棒MN在开始运动的前1s内,电阻R上产生的热量;
(3)从开始运动到t=1.0s的时间内,通过电阻R的电量.

【答案】分析:(1)从位移与时间关系数据分析看出,从0.8s以后,金属棒MN已经做匀速运动,由v=求出棒运动的速度大小.根据重力与安培力平衡,求出Bl,即可求出感应电动势E=Blv,根据欧姆定律能求出电阻R的电压.
(2)金属棒MN下滑1s的过程中,重力做正功,安培力做负功,根据动能定理求出棒克服安培力做功,即得到电路中产生的总热量,由焦耳定律求出电阻R上产生的热量.
(3)根据q=,求解通过电阻R的电量.
解答:解:(1)从位移与时间关系数据可知,从0.8s以后,金属棒MN已经做匀速运动,速度大小为
  vm==(m/s)          
又当匀速运动时,应有:
所以解得  Bl=0.1      
故在t=1.0s瞬间,电阻R两端电压
  U==0.4(V)         
(2)金属棒MN下滑1s的过程中,由动能定理得
mgx-W= 
所以棒克服安培力做功为 W=0.158(J),即电路中产生的总热量为0.158J.
由于通过电阻R和金属棒的电流总相等,由焦耳定律 Q=I2Rt得,热量与电阻成正比,则
电阻R上产生的热量为  Q==0.09(J)     
(3)通过电阻R的电量为q=△t===0.576(C)
答:
(1)当t=1.0s瞬间,电阻R两端电压U大小是0.4V;
(2)金属棒MN在开始运动的前1s内,电阻R上产生的热量为0.09J;
(3)从开始运动到t=1.0s的时间内,通过电阻R的电量是0.576C.
点评:本题首先认真分析表格中的数据,从中发现棒的运动规律,其次根据平衡条件、能量守恒和感应电量q=相结合进行研究.
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,竖直放置的光滑圆环上套有一质量为m的小球,小球经过最高点时的速度为υ0=
1
2
gR
,其中R为圆环的半径,g为重力加速度.求:
(1)小球经过圆环最高点时受到圆环的弹力的大小和方向;
(2)小球经过圆环最低点时对圆环的弹力大小和方向.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,竖直放置的半圆形绝缘轨道半径为R,下端与绝缘水平面平滑连接,整个装置处于方向竖直向上的匀强电场E中.一质量为m、带电量为+q的物块(可视为质点),从水平面上的A点以初速度v0水平向左运动,沿半圆形轨道恰好通过最高点C,场强大小E<
mgq

(1)试计算物块在运动过程中克服摩擦力做的功.
(2)求物块离开轨道落回水平面的位置距C点的水平距离.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,竖直放置的轻弹簧一端固定在地面上,另一端与斜面体P固定,P与斜放的固定挡板MN接触且处于静止状态,则斜面体P此刻受到外力的个数可能是(  )

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网 物理选修3-3
(1)关于分子运动和热现象的说法,正确的是
 
(填入正确选项前的字母)
A.布朗运动是指液体或气体中悬浮微粒的运动
B.气体的温度升高,每个气体分子运动的速率都增加
C.一定量100℃的水变成100℃的水蒸汽,其分子之间的势能增加
D.空调机作为制冷机使用时,将热量从温度较低的室内送到温度较高的室外,所以制冷机的工作不遵守热力学第二定律
(2)如图所示,竖直放置的圆筒形注射器,活塞上端接有气压表,能够方便测出所封闭理想气体的压强.开始时,活塞处于静止状态,此时气体体积为30cm3,气压表读数为1.1×105Pa.若用力向下推动活塞,使活塞缓慢向下移动一段距离,稳定后气压表读数为2.2×105Pa.不计活塞与气缸内壁间的摩擦,环境温度保持不变.
①简要说明活塞移动过程中,被封闭气体的吸放热情况;
②求活塞稳定后气体的体积;
③对该过程中的压强变化做出微观解释.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网如图所示,竖直放置的U形导轨宽为L,上端串有电阻R(其余导体部分的电阻都忽略不计).磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直于纸面向外.金属棒ab的质量为m,与导轨接触良好,不计摩擦.从静止释放后ab保持水平而下滑.试求
(1)ab匀速下滑时的速度vm
(2)若ab从释放至其运动达到最大速度时下落的高度为h,此过程中产生的焦耳热为多少?

查看答案和解析>>

同步练习册答案