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【题目】如图所示,固定于水平面的平行直导体轨道MN PQ 处于竖直向下的匀强磁场中,MP之间接有阻值为R 的定值电阻。导体棒 ab 在与其垂直的向右的水平恒力作用下,在导体轨道上以速度v 向右做匀速运动,且ab棒始终与导体轨道形成闭合电路。已知ab棒的电阻为r,其长度L恰好等于平行R轨道的间距,磁场的磁感应强度为 B。忽略摩擦阻力,不计其它电阻。求:

(1)ab棒两端的电势差U,并判断其两端电势的高低;

(2)ab 棒向右匀速运动时所受的安培力F

(3)驱动ab 棒运动的外力的功率、ab 棒所受安培力的功率、电路发热的功率,并从能的转化和守恒的角度,简要叙述三者之间的关系。

【答案】(1)端电势高于端;(2),水平向左;(3)见解析

【解析】

(1)导体棒切割磁感线产生的动生电动势为

根据右手定则可知棒电流方向为,所以端电势高于端,则

(2)结合闭合电路欧姆定律可知,导体棒所受安培力为

根据左手定则可知安培力水平向左。

(3)导体棒做匀速直线运动,驱动棒的外力与安培力等大反向,所以驱动ab 棒运动的外力的功率全部转化为ab 棒所受安培力的功率,安培力的功率全部用于电路发热,转化为电路的发热功率。

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(a)所示,AB是一可升降的竖直支架,支架顶端A处固定一弧形轨道,轨道末端水平。一条形木板的上端铰接于过A的水平转轴上,下端搁在水平地面上。将一小球从弧形轨道某一位置由静止释放,小球落在木板上的某处,测出小球平抛运动的水平射程x和此时木板与水平面的夹角,并算出。改变支架AB的高度,将小球从同一位置释放,重复实验,得到多组x,记录的数据如下表:

实验次数

1

2

3

4

5

6

0.18

0.32

0.69

1.00

1.19

1.43

x/m

0.035

0.065

0.140

0.160

0.240

0.290

(1)在图(b)的坐标中描点连线,作出的关系图象_____

(2)根据图象可知小球做平抛运动的初速度=______m/s;实验中发现超过60°后,小球将不会掉落在斜面上,则斜面的长度为_________m。(重力加速度g,结果均保留两位有效数字,)。

(3)实验中第________次数据出现明显错误,可能的原因是___________

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【题目】图中实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线,虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹,是轨迹上的两点。若带电粒子在运动中只受电场力作用,根据此图可作出正确判断的是(  )

A.带电粒子所带电荷的符号

B.带电粒子在两点的受力方向

C.带电粒子在两点的速度何处较大

D.带电粒子在两点的电势能何处较大

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【题目】一个小孩在蹦床上做游戏,他从高处落到蹦床上后又被弹起到原高度,小孩从高处开始下落到弹回的整个过程中,他的运动速度v随时间t变化的图线如图所示图中只有Oa段和cd段为直线则根据该图线可知,蹦床的弹性势能增大的过程所对应的时间间隔为( )

A. 仅在t1t2的时间内 B. 仅在t2t3的时间内

C. 仅在t1t3的时间内 D. t1t5的时间内

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【题目】用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律,若按正确的实验步骤进行,并选出如图乙所示的纸带,回答下列问题:

(1)纸带的__________(选填)端与重物相连。

(2)下面列举了该实验的几个操作步骤(示意图如图甲所示):

A.按照图示的装置安装器件;

B.将打点计时器接到电源的交流输出端上;

C.用天平测量出重物的质量;

D.释放悬挂纸带的夹子,同时接通电源开关打出一条纸带;

E.测量纸带上打出的某些点之间的距离;

F.根据测量的结果计算重物下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能。

指出其中没有必要进行的和操作不恰当的步骤,将其选项对应的字母填在下面的横线上,并改正不恰当的步骤:没有必要进行的步骤是_______,理由是_________,操作不恰当的步骤是______,改正为__________

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【题目】如图所示的装置可用来验证机械能守恒定律,摆锤A拴在长为L的轻绳一端,轻绳另一端固定在O点,在A上放一个质量很小的小铁块,现将摆锤拉起,使绳与竖直方向成θ角,由静止开始释放摆锤,当其到达最低位置时,受到竖直挡板P的阻挡而停止运动,之后铁块将飞离摆锤做平抛运动。

(1)为了验证摆锤在运动过程中机械能守恒,必须求出摆锤在最低点的速度。为了求出这一速度,还应测量的物理量有__________

(2)用测得的物理量表示摆锤在最低点的速度v=__________

(3)用已知的和测得的物理量表示摆锤在运动过程中机械能守恒的关系式为__________

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【题目】如图甲所示,小滑块与斜面及水平面间的动摩擦因数相等,斜面底端有一小段不计长度的光滑圆弧与水平面相连接.小滑块从斜面顶点由静止向下滑动,最后停在水平面上的M点.若仅改变斜面的倾角,如图乙、丙、丁所示,让同样的小滑块从斜面顶点由静止释放,能够运动到M点的是

A.乙、丙B.丙、丁C.乙、丁D.乙、丙、丁

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【题目】某同学设计出如图所示的实验装置来验证机械能守恒定律,让小球从A点自由下落,下落过程中经过A点正下方的光电门B时,光电计时器记录下小球通过光电门时间t,当地的重力加速度为 g

(1)为了验证机械能守恒定律,该实验还需要测量下列哪些物理量_________

A.小球的质量m

B.AB之间的距离H

C.小球从AB的下落时间tAB

D.小球的直径d

(2)小球通过光电门时的瞬时速度v =_________(用题中所给的物理量表示)。

(3)调整AB之间距离H,多次重复上述过程,作出H的变化图象如图所示,当小球下落过程中机械能守恒时,该直线斜率k0=__________

(4)在实验中根据数据实际绘出H图象的直线斜率为kkk0),则实验过程中所受的平均阻力f与小球重力mg的比值= _______________(用k、k0表示)。

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【题目】某兴趣小组用如图所示的装置验证动能定理。

(1)有两种工作频率均为50Hz的打点计时器供实验选用:

A.电磁打点计时器

B.电火花打点计时器

为使纸带在运动时受到的阻力较小,应选择________(选填“A”或“B”);

(2)保持长木板水平,将纸带固定在小车后端,纸带穿过打点计时器的限位孔。实验中,为消除摩擦力的影响,在砝码盘中慢慢加入沙子,直到小车开始运动。同学甲认为此时摩擦力的影响已得到消除。同学乙认为还应从盘中取出适量沙子,直至轻推小车观察到小车做匀速运动。看法正确的同学是_______(选填“甲”或“乙”);

(3)消除摩擦力的影响后,在砝码盘中加入砝码。接通打点计时器电源,松开小车,小车运动。纸带被打出一系列点,其中的一段如图所示。若测得BC两点之间的距离为1.24cm,则纸带上A点的速度________

(4)测出小车的质量为M,再测出纸带上起点到A点的距离为L小车动能的变化量可用算出。砝码盘中砝码的质量为m,重力加速度为g。实验中,小车的质量应______(选填“远大于”“远小于”或“接近”)砝码、砝码盘和沙子的总质量,小车所受合力做的功可用算出。多次测量,若W均基本相等则验证了动能定理。

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