练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 高中物理 > 题目详情

    如图所示，de和fg是两根足够长且固定在竖直方向上的光滑金属导轨，导轨间距离为L，电阻忽略不计。在导轨的上端接电动势为E，内阻为r的电源。一质量为m、电阻为R的导体棒ab水平放置于导轨下端e、g处，并与导轨始终接触良好。导体棒与金属导轨、电源、开关构成闭合回路，整个装置所处平面与水平匀强磁场垂直，磁场的磁感应强度为B，方向垂直于纸面向外。已知接通开关S后，导体棒ab由静止开始向上加速运动，求：

    （1）导体棒ab刚开始向上运动时的加速度以及导体棒ab所能达到的最大速度；

    （2）导体棒ab达到最大速度后电源的输出功率；

    （3）分析导体棒ab达到最大速度后的一段时间△t内，整个回路中能量是怎样转化的？并证明能量守恒

    （1）

    （2）P

    （3）电源的电能转化为导体棒的机械能和电路中产生的焦耳热之和。


    解析:

    （1）（10分）导体棒ab刚开始运动时的速度为零，由欧姆定律

                                                     （1分）                                     

    导体棒ab受安培力                   （1分）

    牛顿第二定律                            （1分）

    导体棒ab开始运动时的加速度              （1分）

    设导体棒ab向上运动的最大速度为，当导体棒所受重力与安培力相等时，达到最大速度，回路电流为

                                      （2分）

                                 

    由欧姆定律                                  （2分）

    得                                    （2分）

    （2）（4分）电源的输出功率                       （2分）

    P               （2分）

    （3）（6分）电源的电能转化为导体棒的机械能和电路中产生的焦耳热之和（1分）  

    △t时间内：电源的电能  △E电 = E △t △t                （1分）

    导体棒ab增加的机械能 

    △E机= mg△t = mg△t    （1分）

    电路中产生的焦耳热 Q=△t=（R+r）△t    （1分）

    △t时间内，导体棒ab增加的机械能与电路中产生的焦耳热之和为△E’

                             △E’= △E机 + Q                         （1分）

                             △E’= mg△t + （R+r）△t  

    整理得        △E’ △t                          （1分）

    由此得到 △E电 =△ E’，回路中能量守恒

    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：

    精英家教网如图所示，de和fg是两根足够长且固定在竖直方向上的光滑金属导轨，导轨间距离为L，电阻忽略不计．在导轨的上端接电动势为E，内阻为r的电源．一质量为m、电阻为R的导体棒ab水平放置于导轨下端e、g处，并与导轨始终接触良好．导体棒与金属导轨、电源、开关构成闭合回路，整个装置所处平面与水平匀强磁场垂直，磁场的磁感应强度为B，方向垂直于纸面向外．已知接通开关S后，导体棒ab由静止开始向上加速运动，求：
    （1）导体棒ab刚开始向上运动时的加速度以及导体棒ab所能达到的最大速度；
    （2）导体棒ab达到最大速度后电源的输出功率；
    （3）分析导体棒ab达到最大速度后的一段时间△t内，整个回路中能量是怎样转化的？并证明能量守恒．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：

    (20分)如图所示，de和fg是两根足够长且固定在竖直方向上的光滑金属导轨，导轨间距离为L，电阻忽略不计。在导轨的上端接电动势为E，内阻为r的电源。一质量为m、电阻为R的导体棒ab水平放置于导轨下端e、g处，并与导轨始终接触良好。导体棒与金属导轨、电源、开关构成闭合回路，整个装置所处平面与水平匀强磁场垂直，磁场的磁感应强度为B，方向垂直于纸面向外。已知接通开关S后，导体棒ab由静止开始向上加速运动，求：

    （1）导体棒ab刚开始向上运动时的加速度以及导体棒ab所能达到的最大速度；

    （2）导体棒ab达到最大速度后电源的输出功率；

    （3）分析导体棒ab达到最大速度后的一段时间△t内，整个回路中能量是怎样转化的？并证明能量守恒

     

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源：北京市崇文区2010年高三一模（理科综合）物理部分 题型：计算题

    (20分)如图所示，de和fg是两根足够长且固定在竖直方向上的光滑金属导轨，导轨间距离为L，电阻忽略不计。在导轨的上端接电动势为E，内阻为r的电源。一质量为m、电阻为R的导体棒ab水平放置于导轨下端e、g处，并与导轨始终接触良好。导体棒与金属导轨、电源、开关构成闭合回路，整个装置所处平面与水平匀强磁场垂直，磁场的磁感应强度为B，方向垂直于纸面向外。已知接通开关S后，导体棒ab由静止开始向上加速运动，求：

    （1）导体棒ab刚开始向上运动时的加速度以及导体棒ab所能达到的最大速度；

    （2）导体棒ab达到最大速度后电源的输出功率；

    （3）分析导体棒ab达到最大速度后的一段时间△t内，整个回路中能量是怎样转化的？并证明能量守恒

     

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源：北京模拟题 题型：计算题

    如图所示，de和fg是两根足够长且固定在竖直方向上的光滑金属导轨，导轨间距离为L，电阻忽略不计。在导轨的上端接电动势为E，内阻为r的电源。一质量为m、电阻为R的导体棒ab水平放置于导轨下端e、g处，并与导轨始终接触良好。导体棒与金属导轨、电源、开关构成闭合回路，整个装置所处平面与水平匀强磁场垂直，磁场的磁感应强度为B，方向垂直于纸面向外。已知接通开关S后，导体棒ab由静止开始向上加速运动，求：
    （1）导体棒ab刚开始向上运动时的加速度以及导体棒ab所能达到的最大速度；
    （2）导体棒ab达到最大速度后电源的输出功率；
    （3）分析导体棒ab达到最大速度后的一段时间△t内，整个回路中能量是怎样转化的？并证明能量守恒

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案