练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
    5．如图所示，两根金属导轨平行放置在倾角为θ=30°的斜面上，导轨下端接有定值电阻R=10Ω，导轨自身电阻忽略不计．导轨置于垂直于斜面向上的匀强磁场中，磁感应强度B=0.5T．将一根质量为m=0.1kg、电阻可不计的金属棒ab在导轨上方某处由静止释放，金属棒沿导轨下滑（金属棒ab与导轨间的摩擦不计）．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，当金属棒沿导轨下滑的高度h=3m时，速度恰好达到最大值．此过程中（g=10m/s2），求：
    （1）求金属棒ab达到的最大速度vm；
    （2）该过程通过电阻R的电量q；
    （3）该过程中电阻产生的热量Q．

    分析 （1）当金属棒受力平衡时有最大速度，根据平衡条件列方程求解；
    （2）根据法拉第电磁感应定律、欧姆定律和电量公式q=I△t公式结合，即可求解通过电阻任一截面的电量q．
    （3）根据能量守恒定律求解热量Q．

    解答 解：（1）金属棒匀速下滑时速度达到最大，则
      mgsin30°=Bli
    又感应电流为 $i=\frac{BL{v}_{m}}{R}$
    联立得：mgsin30°=$\frac{{B}^{2}{L}^{2}{v}_{m}}{R}$
    上各式解得最大速度vm=5m/s  
    （2）根据电量：q=$\overline{I}$•△t，$\overline{I}$=$\frac{\overline{E}}{R+r}$，$\overline{E}=N•\frac{△Φ}{△t}$，△Φ=BL$\frac{h}{sin30°}$
    联立得：q=$\frac{2BLh}{R}=\frac{2×0.5×2×3}{10}$C=0.6C
    以上各式解得  q=0.6C 
    （3）金属棒下滑过程中根据能量守恒定律可得：mgh=$\frac{1}{2}$mVm2+Q 
    解得Q=1.75J
    此过程中电阻产生的热量Q=1.75J
    答：（1）金属棒ab达到的最大速度是5m/s；
    （2）该过程通过电阻R的电量是0.6C；
    （3）该过程中电阻产生的热量是1.75J．

    点评 本题是电磁感应与力学知识的综合应用，关键是安培力的分析和计算，它是联系力学与电磁感应的桥梁．

    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：选择题

    15．关于E=$\frac{F}{q}$与E=k$\frac{Q}{{r}^{2}}$下列说法中，错误的是（　　）
    A．由公式E=$\frac{F}{q}$知，电场中某点的场强E与电场力F成正比，与电荷的电荷量q成反比
    B．由公式E=$\frac{F}{q}$知，电场中某点的电荷所受电场力F与该电荷的电量q成正比
    C．在公式E=k$\frac{Q}{{r}^{2}}$中，E是电荷Q产生的电场的场强
    D．E=k$\frac{Q}{{r}^{2}}$只能用于点电荷产生的电场，而E=$\frac{F}{q}$可用于任何电场

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：填空题

    16．如图所示，一质点受到两个力的作用，其中一个力的大小为300N，方向与X轴的夹角为30°，欲使合力沿X轴方向，则另一个力最小应为150N，方向与X轴成90°角．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    13．如图所示，竖直平面内放着两根间距L=1m、电阻不计的足够长平行金属板M、N，两板间接一阻值R=2Ω的电阻，N板上有一小孔Q，在金属板M、N及CD上方有垂直纸面向里的磁感应强度B0=1T的有界匀强磁场，N板右侧区域KL上、下部分分别充满方向垂直纸面向外和向里的匀强磁场，磁感应强度大小分别为B1=3T和B2=2T．有一质量M=0.2kg、电阻r=1Ω的金属棒搭在MN之间并与MN良好接触，用输出功率恒定的电动机拉着金属棒竖直向上运动，当金属棒达最大速度时，在与Q等高并靠近M板的P点静止释放一个比荷$\frac{q}{m}$=1×104C/kg的正离子，经电场加速后，以v=200m/s的速度从Q点垂直于N板边界射入右侧区域．不计离子重力，忽略电流产生的磁场，取g=10m/s2．求：
    （1）金属棒达最大速度时，电阻R两端电压U；
    （2）电动机的输出功率P；
    （3）离子从Q点进入右侧磁场后恰好不会回到N板，Q点距分界线高h等于多少．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    20．A、B是一条电场线上的两个点，一带正电的点电荷仅在电场力的作用下从A运动到B，其速度-时间图象如图所示，比较A、B两点的电势和电场强度的大小，有（　　）
    A．ΦA＜ΦBB．ΦA＞ΦBC．EA＞EBD．EA＜EB

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：填空题

    10．有一个游标尺，主尺的最小分度为1mm，游标上有10个等分间隔，现用此卡尺来测量一个物体的厚度，示数如图所示，则物体的厚度为20.6mm．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    17．用r表示分子间距离，EP表示分子间势能，r0为分子合力为0的距离，设r=∞时，EP=0，则有（　　）
    A．当r＞r0时，EP随着r的增加而减小B．当r＜r0时，EP随着r的减小而减小
    C．当r＞r0时，EP不随r而改变D．当r=r0时，EP最小

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    14．如图，重力G=100N的球体被一条轻绳系于竖直墙上A点，B点为球体与墙的接触点，轻绳与墙的夹角θ=30°，试根据重力的实际作用效果分解重力．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    15．自由落体在最后1s内通过的路程与最后1s的前1s内所通过路程的大小之比为$\frac{3}{2}$，求自由落体的初始位置离地面的高度．（g=10m/s2）

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案