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【题目】电荷量为q的正电荷,均匀分布在由绝缘材料制成的质量为m 半径为R的均匀细圆环上,现设法加外力使圆环从静止开始,绕通过环心垂直于环面的轴线匀加速转动.试求从开始转动到环的角速度达到某一值ω0的整个过程中外力所做的功.已知转动带电圆环的等效电流为I时,等效电流产生的磁场对整个以圆环为周界的圆面的磁通量ФkI, k为一已知常量.不计电荷作加速运动所产生的辐射效应.

【答案】

【解析】

当环的角速度到达ω0时,环的动能

(l)

若在时刻t,环转动的角速度为ω,则环上电荷所形成的等效电流

(2)

感应电动势

(3)

由(2)、(3)式得

(4)

环加速转动时,要克服感应电动势做功,功率为

P1=εI(5)

因为是匀加速转动,所以ωI都随时间t线性增加.若角速度从零开始增加到ω0经历的时间为t0,则有

(6)

若与ω0对应的等效电流为I0,则在整个过程中克服感到电动势做的总功

(7)

由以上有关各式得

(8)

外力所做的总功

(9)

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】用电磁打点计时器探究小车速度随时间变化的规律的实验中

(1)除打点计时器(含纸带,复写纸)、小车、平板、导线及开关外,在下面的仪器和器 材中,必需使用的有__________

A.电压合适的50Hz的交流电源 B.电压可以调的直流电源

C.刻度尺 D.秒表 E.天平 F.钩码

(2)下列实验操作中正确的是_______

A.打点计时器应固定在长木板上,且靠近滑轮一端

B.开始实验时小车应靠近打点计时器一端

C.应先接通电源,待打点稳定后再释放小车

D.牵引小车的钩码个数越多越好

(3)某小组利用打点计时器对物块沿长木板加速下滑时的运动进行探究。物块拖动纸带下 滑,打出的纸带一部分如图所示。已知打点计时器所用交流电的频率为50Hz,纸带上标出 的每两个相邻点之间还有4个打出的点未画出。在ABCDE五个点中,打点计时器 最先打出的是______点。在打出C点时物块的速度大小为______m/s(保留3位有效数字); 物块下滑的加速度大小为______m/s2(保留2位有效数字)。

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】某同学在用电磁打点计时器做探究匀变速直线运动规律的实验时:

1)使用电磁打点计时器时,下列做法正确的是______

A.应使用220V的交流电

B.使用时应当先放开小车,让其运动起来,再接通电源

C.也可以用干电池作为打点计时器的电源

D.每打完一条纸带要及时切断打点计时器的电源

2)打点计时器打点的时间间隔为0.02s,按打点时间先后顺序,每五个点取一个计数点,依次得到ABCDE五个计数点.用刻度尺量的得AB=7.60cmBC=6.00cmCD=4.40cmDE=2.80cm.由此可知,图中相邻两个点之间的时间间隔是_______s,打点计时器打B点时,小车的速度为______m/s,小车运动的加速度大小为______m/s2,加速度方向与小车运动方向________(填相同相反).

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【题目】如图所示是研究物体做匀变速直线运动规律时得到的一条纸带,(实验中打点计时器所 接低压交流电源的频率为 50Hz)相邻两计数点间有 4个计时点未画出,依照打点的先 后顺序依次编号为 1234567 都为记数点.测得:s1=1.40cms 2=1.91cm s 3=2.38cms 4=2.92cms 5=3.41cms6=3.89cm.(计算结果均保留三位有效数字)

1)实验过程中应___________

A.先接通电源再释放纸带

B.先释放纸带再接通电源

2)相邻两计数点间的时间间隔为 T=________s

3)利用逐差法求物体的加速度大小 a=_______m/s2

4)打点计时器打记数点 6 时,物体的速度大小为 v6=_______m/s

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【题目】甲、乙两物体一开始沿同一条直线相向运动,在t=0时刻甲、乙相距x0=3m,它们的速度图象如图所示。下列说法正确的是

A.t=2s时刻甲、乙速度相等,且恰好相遇

B.t=1s时刻甲、乙速度不等,但恰好相遇

C.t=1s时刻,乙的速度方向发生改变,t=2s时刻追上甲

D.t=0t=4s时间内,甲乙仅相遇过一次

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【题目】已知Oabc为同一直线上的四点,ab间的距离为3mbc间的距离为4m,一物体自O点由静止出发,沿此直线做匀加速直线运动,依次经过a、b、c三点,已知物体通过ab段与bc段所用的时间相等. Oa间的距离为

A. 1mB. 2mC. D.

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【题目】如图,一半径为R的固定的光滑绝缘圆环,位于竖直平面内,环上有两个相同的带电小球ab(可视为质点),只能在环上移动,静止时两小球之间的距离为R,现用外力缓慢推左球a使其达到圆弧最低点c,然后撤出外力,下列说法正确的是( )

A. 在左球a到达c点的过程中,圆环对b求的支持力变大

B. 在左球a到达c点的过程中,外力做正功,电势能增加

C. 在左球a到达c点的过程中,ab两球的重力势能之和不变

D. 撤除外力后,ab两球在轨道上运动过程中系统的能量守恒

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】某同学在“用打点计时器测速度”的实验中,用打点计时器记录了被匀加速运动的小车拖动的纸带的运动情况,在纸带上确定出ABDBFB7个计数点.其相邻点间的距离如图所示,每两个相邻的测量点之间的时间间隔为0.10s.

1)电磁打点计时器是一种使用________(填电源种类)电源的计时仪器,它的工作电压是46V,电源频率是50Hz,它每隔0.02s打一次点。使用计时器打点时,应先________,待打点计时器稳定后,__________.

2)小车运动的加速度为___________

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图所示,两平行金属导轨间的距离L=0.40m,金属导轨所在的平面与水平面夹角θ=37,在导轨所在平面内,分布着磁感应强度B=0.50T、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场。金属导轨的一端接有电动势E=4.5V、内阻r=0.50Ω的直流电源。现把一个质量m=0.04kg的导体棒ab放在金属导轨上,导体棒恰好静止。导体棒与金属导轨垂直、且接触良好,导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R0=2.5Ω,金属导轨的其它电阻不计,g10m/s2。已知sin37=0.60cos37=0.80

试求:

1)通过导体棒的电流;

2)导体棒受到的安培力大小;

3)导体棒受到的摩擦力的大小。

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同步练习册答案
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