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【题目】如图所示,一间距d=1m、电阻不计的足够长粗糙矩形导轨AKDC,与水平面的夹角θ=37°,两端接有阻值分别为R1=3ΩR2=6Ω的定值电阻,矩形区域I内均有垂直于导轨平面向下的匀强磁场,磁感应强度大小B=1T,两区域边界之间的距离L=1.35m。质量m=0.2kg,电阻r=1Ω的导体棒ab垂直放在导轨上,其长度也为d,在F0=3.6N沿导轨平面向上的恒力作用下导体棒ab由静止开始运动,进入区域后立即做匀速运动。导体棒ab与导轨间的动摩擦因数μ=0.25,运动过程中始终保持与导轨垂直且接触良好,重力加速度g10m/s2,空气阻力不计。(sin37°=0.6cos37°=0.8

1)求导体棒ab在区域中运动时流过R1的电流的大小;

2)求导体棒ab刚要离开区域I时加速度a1的大小;

3)若导体棒ab到达区域的边界时立即将恒力F0撤去,它能继续向上滑行的最大距离s=1.2m。求导体ab在区域上滑的时间t及该过程中R2产生的焦耳热Q

【答案】1;(25m/s2;(30.5s0.37J

【解析】

1)导体棒ab在区域运动时,根据平衡条件可得

再根据

联立解得

2)根据法拉第电磁感应定律可得

根据闭合电路的欧姆定律可得

代入数据解得

设导体棒刚要离开区域时的速度为v1,从区域边界到区域边界的过程中,根据动能定理可得

代入数据解得

根据牛顿第二定律可得

根据闭合电路的欧姆定律可得

联立解得

3)导体棒ab在区域上滑过程中,根据动量定理可得

其中

联立解得

再根据动能定理可得

代入数据解得

整个回路中产生的焦耳热为

R2产生的焦耳热为

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,轻杆的一端固定一光滑球体,杆以另一端O为自由转动轴,而球又搁置在光滑斜面上,若杆与竖直墙面的夹角为β,斜面倾角为θ,开始时β<θ,且β+θ<90°,则为使斜面能在光滑水平面上缓慢向右运动,在球体离开斜面之前,作用于斜面上的水平外力F的大小、轻杆受力T和地面对斜面的支持力N的大小变化情况是(  )

A.F逐渐增大,T逐渐减小,N逐渐减小

B.F逐渐减小,T逐渐减小,N逐渐增大

C.F逐渐增大,T先减小后增大,N逐渐增大

D.F逐渐减小,T先减小后增大,N逐渐减小

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】某同学利用如下电路图测量电源电动势和内电阻,其中电压表内阻很大,ab为电阻率很大,粗细均匀的金属丝,定值电阻R0=2Ω,滑片P始终与金属丝ab接触良好,实验过程如下:

(1)闭合开关,调节滑片P的位置,记录对应的电压表示数U和电流表示数I,并测量aP的长度x

(2)根据测得的多组数据分别绘制了图线和图线如图所示;

(3)图线可得电源的电动势E=________V,内电阻r=________Ω

(4)利用螺旋测微器测得金属丝的直径如图所示,则金属丝的直径d=______mm,结合图线可得电流表的内阻为RA=________Ω,金属丝的电阻率为ρ=________Ω·m

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】“嫦娥一号”卫星在绕月极地轨道上运行,由于月球的自转,“嫦娥一号”卫星能探测到整个月球的表面。“嫦娥一号”卫星在绕月极地轨道上做匀速圆周运动时距月球表面高为H,绕行的周期为TM;月球绕地球公转的周期为TE,其公转半径为r;地球半径为RE,月球半径为RM。试解答下列问题:

1)若忽略地球及太阳引力对绕月卫星的影响,试求月球与地球质量之比;

2)当绕月极地轨道的平面与月球绕地公转的轨道平面垂直,也与地心到月心的连线垂直(如图所示)。此时探月卫星向地球发送所拍摄的照片,此照片由探月卫星传送到地球最少需要多长时间。(已知光速为c

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】电流表G的满偏电流Ig=100 mA,内阻Rg未知,某同学欲将其改装为量程较大的电流表,并用改装好的电流表测量一未知电阻Rx的阻值.

(1)如图甲所示,该同学首先将一阻值为R=20 Ω的电阻并联在电流表G的两端进行电流表改装,然后通以I=0.3 A的电流,发现电流表G的指针正好指在50 mA刻度处,由此可得到电流表G的内阻为Rg________ Ω,改装后的电流表量程为________ A.

(2)该同学将改装后的电流表接入如图乙所示的电路测量未知电阻Rx的阻值,已知电源的电动势E=4.5 V,闭合开关K后,电压表的读数为3.60 V,而改装后的电流表的读数如图丙所示,则Rx________ Ω.

(3)由此测得的未知电阻Rx的阻值与其真实值相比______(选填偏大”、“偏小相等”).

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图所示,在倾角为的光滑斜面上,垂直纸面放置一根长为L、质量为m的直导体棒,导体棒中通有大小为I、方向垂直纸面向里的电流,欲使导体棒静止在斜面上,可以施加方向垂直于导体棒的匀强磁场。则(  )

A.若匀强磁场的方向在竖直方向,则磁场方向向下,磁感应强度

B.若导体棒与斜面间无挤压,则施加的磁场方向向上

C.若使施加的匀强磁场磁感应强度最小,则应垂直斜面向上

D.磁感应强度最小值为

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【题目】如图为某种透明介质的截面图,AOC为等腰直角三角形,BC为半径R10cm的四分之一的圆弧,AB与水平屏幕MN垂直并接触于A点,由红光和紫光两种单色光组成的复色光射向圆心O,在AB分界面上的入射角i45°,结果在水平屏幕MN上出现两个亮斑,已知该介质对红光和紫光的折射率分别为

(1)判断在AMAN两处产生亮斑的颜色;

(2)求两个亮斑间的距离。

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【题目】如图所示,A为地球表面赤道上的物体,B为一轨道在赤道平面内的实验卫星,C为在赤道上空的地球同步卫星,地球同步卫星C和实验卫星B的轨道半径之比为31,两卫星的环绕方向相同,那么关于ABC的说法正确的是(  )

A.BC两颗卫星所受地球万有引力之比为19

B.B卫星的公转角速度大于地面上随地球自转物体A的角速度

C.赤道上的物体、实验卫星和同步卫星的线速度大小关系满足vC>vB>vA

D.B卫星中的宇航员一天内可看到5次日出

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【题目】如图所示,光滑、平行的金属轨道分水平段(左端接有阻值为R的定值电阻)和半圆弧段两部分,两段轨道相切于NN点,圆弧的半径为r=0.4m,两金属轨道间的宽度为d=0.4m,整个轨道处于磁感应强度为B=0.5T,方向竖直向上的匀强磁场中。质量为m=0.2kg、长也为d、电阻也为R的金属细杆置于框架上的MM处,MN=d。在t=0时刻,给金属细杆一个方向垂直金属细杆、水平向右的初速度v0=8m/s,之后金属细杆沿轨道运动,在t=t1时刻,金属细杆以速度v=4m/s通过与圆心等高的PP;在t=t2时刻,金属细杆恰好通过圆弧轨道的最高点,金属细杆与轨道始终接触良好,轨道的电阻和空气阻力均不计,其中重力加速度为g=10m/s2R=1Ω。以下说法正确的是(  )

A.t=t1时刻,金属细杆所受的安培力为

B.t=0t=t1时刻,通过金属细杆横截面的电量为

C.t=0时刻,金属细杆两端的电压为1.6V

D.t=0t=t2时刻,定值电阻R产生的焦耳热为2.2J

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