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【题目】两根金属导轨平行放置在倾角为θ=30°的斜面上,导轨底端接有电阻R=8Ω,导轨自身电阻忽略不计.匀强磁场垂直于斜面向上,磁感强度B=0.5T.质量为m=0.1kg,电阻r=2Ω的金属棒ab由静止释放,沿导轨下滑.如图所示,设导轨足够长,导轨宽度L=2m,金属棒ab下滑过程中始终与导轨接触良好,当金属棒下滑h=3m时,速度恰好达到最大速度2m/s,求此过程中电阻R上产生的热量?(g取10m/s2

【答案】此过程中电阻上产生的热量是0.8J

【解析】

试题分析:当金属棒匀速下滑时,速度达到最大,由欧姆定律、法拉第定律和安培力公式推导出安培力表达式,根据平衡条件求出摩擦力.根据能量守恒定律求出电阻上产生的热量.

解:由E=BLv,I=,F=BIL得安培力F=

设金属棒下滑过程所受摩擦力大小为f,则由平衡条件得到

mgsin30°=f+F

联立得f=mgsin30°﹣=0.1×10×0.5﹣=0.3N

在金属棒ab静止释放到速度刚达到最大的过程中,金属棒的重力转化为金属棒的动能、焦耳热和摩擦生热,根据能量守恒定律得

电路中产生的焦耳热为 Q=mgh﹣f

代入解得,Q=1J

则电阻R上产生的热量为 QR=Q=1J=0.8J

答:此过程中电阻上产生的热量是0.8J.

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图所示,匀强磁场宽Lm,磁感应强度大小Bl.67×103T,方向垂直纸面向里,一质子以水平速度v6×105m/s垂直磁场边界从小孔C射入磁场,打到照相底片上的A点.已知质子的质量m1.67×1027kg,带电荷量e1.6×10 19C.不计质子的重力.求:

1质子在磁场中运动的轨迹半径r

2A点距入射线方向上的O点的距离H

3质子从C孔射入到A点所需的时间

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【题目】宇宙中两颗靠得比较近的恒星,只受到彼此之间的万有引力互相绕转,称之为双星系统,设某双星系统A、B绕其连线上的O点做匀速圆周运动,如图所示。若AO>OB,则(  )

A. 星球A的角速度一定大于B的角速度

B. 星球A的质量一定小于B的质量

C. 若双星间距离一定,双星的总质量越大,其转动周期越大

D. 若双星的质量一定,双星之间的距离越大,其转动周期越大

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【题目】如图a所示,小物体从竖直弹簧上方离地高h1处由静止释放,其动能Ek与离地高度h的关系如图b所示.其中高度从h1下降到h2,图象为直线,其余部分为曲线,h3对应图象的最高点,轻弹簧劲度系数为k,小物体质量为m,重力加速度为g。以下说法正确的是( )

A. 小物体下降至高度h3时,弹簧形变量为0

B. 小物体下落至高度h5时,加速度为0

C. 小物体从高度h2下降到h4,弹簧的弹性势能增加了

D. 小物体从高度h1下降到h5,弹簧的最大弹性势能为

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图所示,在第一象限内,有一垂直纸面向里的匀强磁场(磁场足够大),磁感应强度为B,一对正负电子(正电子是带正电,电子带负电) 先后从。点沿纸面以相同速度v射入磁场中,速度方向与x轴成角,已知电子质量为m

(1)请大致画出电子在磁场中运动的圆弧轨迹,并通过作图标明其运动轨迹的圆心,半径

(2)求电子离开磁场的出射点到O点的距离;

(3)求电子与正电子在磁场中运动的时间之比。

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【题目】如图甲所示为一水平传送带装置的示意图,传送带两端点AB间的距离为L=6.0m,一物块(可视为质点)从A.处以v0=7m/s的水平速度滑上传送带,设物块与传送带间的动摩擦因数为μ=0.2,取g=10m/s2

1)若传送带静止,求物块离开B点时的速度;

2)若传送带以v=5m/s的速度逆时针匀速转动,求物块离开B点的速度;

3)物块离开B点的速度与传送带匀速运动的速度是有关系的.若传送带顺时针匀速运动,用v表示传送带的速度,vB表示物块离开B点的速度,请在答题卡上的图乙中画出vBv的关系图象.(请在图中标注关键点的坐标值,如有需要,可取=8.5

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】甲、乙两辆汽车在同一平直公路上行驶,其运动的x﹣t图象如图所示,则下列关于两辆车运动情况的说法中错误的是(  )

A. 010s内,甲、乙两车相遇两次

B. 乙车在010s内平均速度大小为0.8m/s

C. 甲车先做匀减速直线运动,后做匀速直线运动

D. 若乙车做匀变速直线运动,则图线上P所对应的瞬时速度大小一定大于0.8m/s

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【题目】如图甲所示为测量一节干电池的电动势和内电阻的实验电路图,根据测得的数据作出了如图乙所示的UI图线,以下实验结论正确的是(   )

A. 电池电动势和内电阻的测量值均偏小

B. 电池内阻的测量值为3.50 Ω

C. 外电路发生短路时的电流为0.40 A

D. 电压表的示数为1.20 V时,电流表的示数I0.20 A

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【题目】某实验小组利用如图甲所示的实验装置来验证机械能守恒定律。已知当地的重力加速度g9.80m/s2。实验小组选出的一条纸带如图乙所示,其中O点为打点计时器打下的第一个点,ABC为三个计数点,在计数点ABBC之间还各有一个点。打点计时器的打点周期T=0.02s

1)要验证重锤下落过程中符合机械能守恒,除了图示器材,以下实验器材必须要选取的有___________。(填写字母代号)

A.秒表 B.刻度尺 C.天平 D.交流电源

2)为了验证机械能守恒的规律,我们需要证明的表达式为(请根据题目已知和图乙中测量量的符号写出表达式)__________________

3)实验中由于阻力的存在,预计在此实验中重力势能的减少量应该_____________动能的增加量(选填大于小于等于)。

4)进一步测得图乙中h1=12.01cmh2=7.14cmh3=8.71cm。若重锤的质量为0.10kg,根据以上数据可知:当打点计时器打到B点时重锤的重力势能比开始下落时减少了 J,此时重锤的动能比开始下落时增加了 J。(计算结果保留3位有效数字)

5)根据计算结果分析,该实验小组在做实验时可能出现的问题是

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