练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
    19．如图所示，两根平行的导轨处于同一水平面内，相距为L=1m．导轨左端用阻值为R=1Ω的电阻相连，导轨的电阻不计．导轨上跨接一质量为m=2kg、电阻为r=0.5Ω的金属杆，金属杆与导轨之间的动摩擦因数为μ=0.2．整个装置放在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B=1T，磁场宽度为S1=1.5m．现对杆施加一水平向右的恒定拉力F=10N，使它由静止开始进入磁场区域，当金属杆离开磁场时立即将拉力F撤去，金属杆继续运动了一段距离后停止在导轨上．已知重力加速度为g．
    （1）若金属杆在离开磁场前就做匀速直线运动，求匀速运动的速度；
    （2）金属杆运动过程，通过电阻R的电量是多少？
    （3）若金属杆离开磁场继续运动了S2=0.75m后停止在导轨上．金属杆运动过程，电阻R产生的热量是多少？

    分析 （1）金属杆做匀速直线运动时，受力平衡，推导出安培力与速度的关系式，由平衡条件求解速度．
    （2）根据法拉第电磁感应定律、欧姆定律推导出感应电量公式；q=$\frac{△Φ}{R+r}$，即可求解通过电阻R的电量．
    （3）对于金属杆运动的整个过程，运用动能定理列式，求出克服安培力做功，得到电路中产生的总热量，根据电路的连接关系求解电阻R产生的热量．

    解答 解：（1）根据 E=BLv、I=$\frac{E}{R+r}$、F安=BIL得：F安=$\frac{{B}^{2}{L}^{2}v}{R+r}$
    金属杆做匀速直线运动，根据平衡条件有：
      F=f+F安
    又滑动摩擦力 f=μmg
     联立以上三式得：v=$\frac{（R+r）（F-μmg）}{{B}^{2}{L}^{2}}$=$\frac{（1+0.5）（10-0.2×20）}{{1}^{2}×{1}^{2}}$=9m/s
    （2）通过电阻R的电量 q=$\overline{I}$△t
    又 $\overline{I}$=$\frac{\overline{E}}{R+r}$，$\overline{E}$=$\frac{△Φ}{△t}$
    联立得；q=$\frac{△Φ}{R+r}$=$\frac{BL{S}_{1}}{R+r}$=1C
    （3）金属杆运动过程，由动能定理得：
      FS1-f （S1+S2）+W安=0
    而  Q=-W安
    解得 Q=6J
    通过电阻和金属杆的电流相同，所以电阻产生的热量与电阻成正比，得：
     QR=$\frac{R}{R+r}$Q=$\frac{1}{1+1.5}$×6J=4J
    答：
    （1）匀速运动的速度为9m/s；
    （2）金属杆运动过程，通过电阻R的电量是1C．
    （3）电阻R产生的热量是4J．

    点评 对于电磁感应问题常用的两个经验公式：F安=$\frac{{B}^{2}{L}^{2}v}{R+r}$，q=$\frac{△Φ}{R+r}$，能熟练而正确推导是求解本题的关键．

    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
    高一 高一免费课程推荐！ 初一 初一免费课程推荐！
    高二 高二免费课程推荐！ 初二 初二免费课程推荐！
    高三 高三免费课程推荐！ 初三 初三免费课程推荐！
    相关习题

    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    9．如图所示，一个质量为m=2.0×10-11kg，电荷量q=+1.0×10-5C的带点粒子（重力忽略不计），从静止开始经U1=100V电压加速后，沿板长L=20cm、板间距d=20cm的金属板MN两板间的中心线垂直进入偏转电场，且粒子恰好沿下极板边缘飞出进入右侧匀强磁场．求
    （1）粒子进入偏转电场时的速度v0大小
    （2）两平行金属板间的偏转电压U2
    （3）若该匀强磁场的宽度D为10cm，为使粒子垂直右边界射出磁场，该匀强磁场的磁感应强度B为多大．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    10．如图所示，人与冰车质量为M，球质量为m，开始均静止于光滑冰面上，现人将球以对地速度v水平向右推出，球与挡板P碰撞后等速率弹回，人接住球后又将球以同样的速度v向右推出…如此反复，已知M=16m，试问人推球几次后将接不到球？

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    7．在用重锤下落来验证机械能守恒时，某同学按照正确的操作选得纸带如图所示．其中O是起始点，A、B、C、D、E是打点计时器连续打下的5个点，打点频率为f=50Hz．该同学用毫米刻度尺测量O到A、B、C、D、E各点的距离，并记录在图中（单位 cm）
    ①这五个数据中不符合有效数字读数要求的是B（填A、B、C、D或E）点读数．
    ②该同学用重锤在OC段的运动来验证机械能守恒，OC距离用h来表示，他用vc=$\sqrt{2gh}$计算与C点对应的物体的即时速度，得到动能的增加量，这种做法不对（填对或不对）．正确计算公式vc=$\frac{（\overline{OD}-\overline{OB}）f}{2}$．（用题中字母表示）
    ③如O点到某计数点距离用h表示，重力加速度为g，该点对应重锤的瞬时速度为v，则实验中要验证的等式为v2=2gh．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    14．中国已投产运行的1000kV特高压输电是目前世界上电压最高的输电工程．假设吉林、长春两地用超高压输电，设输电线的电阻为r，输送的电功率为P，用电压U送电，则用户得到的功率为（　　）
    A．PB．P-$\frac{{{P^2}r}}{U^2}$C．P-U2rD．$\frac{{{P^2}r}}{U^2}$

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    4．如图所示，位于水平地面上质量为M的物块，在大小为F、方向与水平方向成α角的拉力作用下沿地面作加速运动，若木块与地面之间的动摩擦因数为μ，求：
    （1）地面对木块的支持力；
    （2）木块的加速度大小．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    11．如图所示，一个边缘带有凹槽的金属圆环，沿其直径装有一根长2L的金属杆AC，可绕通过圆环中心的水平轴O转动．将一根质量不计的长绳一端固定于槽内并将绳绕于圆环槽内，绳子的另一端吊了一个质量为m的物体．圆环的一半处在磁感应强度为B，方向垂直环面向里的匀强磁场中．现将物体由静止释放，若金属圆环和金属杆单位长度的电阻均为R．忽略所有摩擦和空气阻力．
    （1）设某一时刻圆环转动的角速度为ω0，且OA边在磁场中，请求出此时电路中的电动势和通过金属杆OA中的感应电流的大小和方向；
    （2）请求出物体在下落中达到的最大速度；
    （3）当物体下落达到最大速度后，金属杆OC段进入磁场时，杆C、O两端电压多大？

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    8．一个小孩用力去推木箱，没有推动，如图所示，请问涉及到木箱的作用力与反作用力一共几对？下列答案正确的是（　　）
    A．一对B．两对C．三对D．四对

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    9．北京时间2014年11月13日零时5分许，欧洲韩田居彗星探测器“罗塞塔”分离的“菲莱”着陆器，成功登陆彗星“67P/丘留莫夫-格拉西缅科”，“罗塞塔”探测器为了抵达这颗当时正以最高1.35×104km/h的速度环绕太阳公转的彗星，已经在空间中飞行了60多亿千米，发了近10年的时间．这是人类首次成功在彗星上着陆，有望揭示有关太阳系起源和地球生命孕育更多的线索．根据上面信息，判断下列说法错误的是（　　）
    A．2014年11月13日零时5分是时刻
    B．1.35×104km/h是相对于太阳的速度
    C．1.35×104km/h是相对于彗星的速度
    D．在跟踪“菲莱”登陆过程是不能把彗星看成质点

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案