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【题目】导体切割磁感线,将产生感应电动势;若电路闭合,将形成感应电流;电流是由于电荷的定向移动而形成的。我们知道,电容器充电、放电过程也将会形成短时电流。我们来看,如图所示的情景:两根无限长、光滑的平行金属导轨MNPQ固定在水平面内,相距为L。质量为m的导体棒ab垂直于MNPQ放在轨道上,与轨道接触良好。整个装置处于竖直向下匀强磁场中,磁感应强度大小为B不计导轨及导体棒的电阻。现对导体棒ab施一水平向右的恒力F,使导体棒由静止开始沿导轨向右运动。

1)若轨道端点MP间接有阻值为R的电阻,

a求导体棒ab能达到的最大速度vm

b导体棒ab达到最大速度后,撤去力F。求撤去力F后,电阻R产生的焦耳热Q

2)若轨道端点MP间接一电容器,其电容为C击穿电压为U0t=0时刻电容器带电量为0

a.证明:在给电容器充电过程中,导体棒ab做匀加速直线运动;

b求导体棒ab运动多长时间电容器可能会被击穿?

【答案】(1)a. b. (2) aab棒在外力F的作用下,由静止开始向右运动,对电容器充电,形成电流Iab棒所受安培力,方向水平向左,ab棒运动的加速度为 , 电容器两端的电压  ,  联立解得: 是个定值,所以ab棒做匀加速直线运动。 b .

【解析】1a导体棒ab切割磁感线产生的感应电动势 E=BLv

感应电流

导体棒ab所受安培力  

当拉力F与安培力FA大小相等时,导体棒ab速度最大。

即  

最大速度  

b撤去力F后,导体棒ab在安培力的作用下做减速运动,直到速度为零。根据能量转化与守恒定律,导体棒的动能全部转化为电阻R上的焦耳热。

2aab棒在外力F的作用下,由静止开始向右运动,对电容器充电,形成电流Iab棒所受安培力,方向水平向左

ab棒运动的加速度为 

电容器两端的电压U=BLvU=BLv  

 

联立解得:

是个定值,所以ab棒做匀加速直线运动。

bab棒做匀加速直线运动,某一时刻的速度  

时,电容器可能会被击穿。 

解得 

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,该电路在测量电源电动势和内阻的同时也能完成对未知电阻Rx的测量。实验室提供的器材如下:

A.待测电阻Rx (9Ω)

B.待测电源

C.电阻箱(0~99.9Ω)

D.电压表V1(量程6V,可以视为理想电表)

E.电压表V2(量程3V,内阻约4kΩ)

(1)如果纵坐标表示两个电压表读数之比,横坐标表示电阻箱的阻值R,实验结果的图像如图一。则待测电阻Rx =________Ω (答案保留两位有效数字)

(2)在上问中,由于电压表V2的分流,待测电阻Rx测量值比真实值____(偏大”,“偏小”,“不变”)

(3)如果纵坐标表示某电压表读数U,横坐标表示两个电压表读数之差与电阻箱阻值的比值,实验结果的图像如图二。其中能读出电源电动势和内电阻的是_______(A图线B图线”)。两图线交点的横坐标为________A,纵坐标为_______V(结果均保留两位有效数字)。

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图所示,两个质量分别为2 kg1 kg的小木块AB(可视为质点)叠放在水平圆盘上,与转轴的距离为1 m,小木块AB之间的动摩擦因数为0.4,小木块B与圆盘之间的动摩擦因数为0.3,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度大小为10m/s2若圆盘从静止开始缓慢加速转动,直到小木块AB或小木块B与桌面之间将要发生相对滑动时,立即改为匀速转动,从而保持系统之间的相对静止,下列说法正确的是

A. 圆盘匀速转动时的角速度为

B. 圆盘匀速转动时,小木块A受到的摩擦力大小为8N

C. 圆盘缓慢加速转动过程中,小木块A受到的摩擦力的方向始终指向转轴

D. 圆盘缓慢加速转动过程中,圆盘摩擦力对小木块B做负功

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【题目】如图,玻璃管A、B下端用橡皮管连接,A管上端封闭,B管上端开口且足够长。管内有一段水银柱,两水银面等高。A管上端封闭气柱长为6cm,气体温度为27℃,外界大气压为75cmHg。先缓慢提升B管,使A管中气柱长度变为cm,此时A管中气体的压强为____________cmHg;然后再缓慢升高温度,并保持B管不动,当A管中气柱长度恢复为6cm时,气体温度为_________K。

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【题目】电池对用电器供电时,是其它形式能(如化学能)转化为电能的过程;对充电电池充电时,可看做是这一过程的逆过程。现用充电器为一手机锂电池充电,等效电路如图所示。已知充电器电源的输出电压为U,输出电流为I,手机电池的电动势为E,内阻为r。下列说法正确的是

A. 充电器的输出电功率为

B. 电能转化为化学能的功率为

C. 电能转化为化学能的功率为

D. 充电效率为

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【题目】下列说法中正确的是________

A.空气中PM2.5颗粒的无规则运动不属于分子热运动

B.某物体温度升高,组成该物体的分子的平均动能一定增大

C.云母片导热性能各向异性,是由于该物质的微粒在空间的排列不规则

D.空气相对湿度越大,则空气中水蒸气压强越接近饱和汽压

E.由右图分子力与分子距离关系图可知分子间距减小时分子间引力增大、斥力减小,所以分子力表现为斥力

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【题目】如图,在一段平直的地面上等间距分布着一排等高的电线杆,挂在电线杆上的电线粗细均匀。由于热胀冷缩,冬季两相邻电线杆之间的电线会有所缩短。对电线杆B及其两侧的电线,冬季与夏季相比

A. 电线杆B对地面的作用力不变

B. 电线杆B所受的合外力变大

C. 电线最高点处的张力变大

D. 电线最低点处的张力不变

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【题目】在物理课外活动中,王聪聪同学制作了一个简单的多用电表,图甲为电表的电路原理图。已知选用的电流表内阻Rg=10 Ω、满偏电流Ig=10 mA,当选择开关接3时为量程50 V的电压表。该多用电表表盘如图乙所示,下排刻度均匀,C为上排刻度线的中间刻度,由于粗心上排刻度线对应数据没有标出。

(1)若指针指在图乙所示位置,选择开关接1时其读数为________;选择开关接3时其读数为_____

(2)为了测该多用电表电阻挡的电阻和表内电源的电动势,王聪聪同学在实验室找到了一个电阻箱,设计了如下实验:

①将选择开关接2,红黑表笔短接,调节R1的阻值使电表指针满偏;

②将电表红黑表笔与电阻箱相连,调节电阻箱使电表指针指表盘中央C处,此时电阻箱的示数如图丙所示,则C处刻度应为________Ω。

③计算得到多用电表内电源的电动势为________V。(保留两位有效数字)

(3)调零后将电表红黑表笔与某一待测电阻相连,若指针指在图乙所示位置,则待测电阻__________(保留两位有效数字)

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【题目】某同学准备自己动手制作一个欧姆表,可以选择的器材如下:

电池E(电动势和内阻均未知)

表头G(刻度清晰,但刻度值不清晰,量程Ig未知,内阻未知)

电压表V(量程为1.5V,内阻Rv=1000Ω)

滑动变阻器R1(0~10Ω)

电阻箱R2(0~1000Ω)

开关一个,理想导线若干

(1)为测量表头G的量程,该同学设计了如图甲所示电路。图中电源即电池E. 闭合开关,调节滑动变阻器R1滑片至中间位置附近某处,并将电阻箱阻值调到40Ω时,表头恰好满偏,此时电压表V的示数为1.5V;将电阻箱阻值调到115Ω,微调滑动变阻器R1滑片位置,使电压表V示数仍为1.5V,发现此时表头G的指针指在如图乙所示位置,由以上数据可得表头G的内阻Rg=______Ω,表头G的量程Ig=_____mA.

(2)该同学接着用上述器材测量该电池E的电动势和内阻,测量电路如图丙所示,电阻箱R2的阻值始终调节为1000Ω:图丁为测出多组数据后得到的图线(U为电压表V的示数,I为表头G的示数),则根据电路图及图线可以得到被测电池的电动势E=______V,内阻r=______.(结果均保留两位有效数字)

(3)该同学用所提供器材中的电池E、表头G及滑动变阻器制作成了一个欧姆表,利用以上(1)、(2)问所测定的数据,可知表头正中央刻度为____.

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同步练习册答案
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