练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
    6．如图所示，相距l=0.5m足够长的两根光滑导轨与水平面成37°角，导轨电阻不计，上、下端分别连接阻值都为2Ω的电阻R，导轨处在磁感应强度B=2T的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向上．一质量为0.5kg、电阻为1Ω的金属棒ab水平放置在导轨上且与导轨接触良好，现将ab棒从静止释放，ab棒沿轨道下滑4m时，速度达到最大值vm．
    （g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）求：
    （1）ab棒的最大速度vm；
    （2）该过程中电路产生的焦耳热；
    （3）该过程中通过导轨下端电阻R的电荷量．

    分析 （1）当安培力等于重力沿斜面向下的分力时，金属棒的速度最大，根据共点力平衡，结合切割产生的感应电动势公式、闭合电路欧姆定律求出金属棒下滑的最大速度．
    （2）回路中产生的热量等于克服安培力做功的大小，根据动能定理求出该过程中电路产生的焦耳热．
    （3）根据电量q=It，平均电流I=$\frac{\overline{E}}{R+r}$，E=n$\frac{△∅}{△t}$和电路的串并联关系知通过导轨下端电阻R的电荷量．

    解答 解：（1）当ab棒的合力为零时，其速度达到最大值vm，对其受力分析，如图所示，由牛顿第二定律、安培力公式，可得：
    mgsin37°=BIL…①
    两外电阻并联电阻为$\frac{R}{2}$，根据法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律，可得：I=$\frac{BL{v}_{m}}{\frac{R}{2}+r}$…②
    联立①②可得：vm=6m/s
    （2）设全程产生的焦耳热为Q，由功能关系可得：mgxsinθ=Q+$\frac{1}{2}$mvm2
    代入数据有：0.5×10×4sin37°=Q$+\frac{1}{2}×0.5$×62
    可得：Q=3J
    （3）由法拉第电磁感应定律知：E=n$\frac{△∅}{△t}$．
    电荷量为：q=$\overline{I}t$=$\frac{E}{\frac{R}{2}+r}$t=$\frac{Blx}{\frac{R}{2}+r}$=2C
    由电路的串并联关系知：q′=$\frac{1}{2}q$=1C
    答：（1）ab棒的最大速度vm为6m/s；
    （2）该过程中电路产生的焦耳热为3J；
    （3）该过程中通过导轨下端电阻R的电荷量为1C．

    点评 本题根据棒的运动情况，结合受力分析和平衡条件求解速度；同时要结合功能关系进行分析；感应电量与棒运动位移有关，常常知道电量可求位移，或知道位移，可求电量，这种思路是熟悉．

    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：解答题

    16．在“用电流表和电压表测电池的电动势和内电阻”的实验中，提供的器材有：
    A．干电池一节
    B．电流表（量程0.6A）
    C．电压表（量程3V）
    D．开关S和若干导线
    E．滑动变阻器R1（最大阻值2000Ω，允许最大电流0.1A）
    F．滑动变阻器R2（最大阻值200Ω，允许最大电流0.5A）
    G．滑动变阻器R3（最大阻值20Ω，允许最大电流1A）
    （1）按图甲所示电路测量干电池的电动势和内阻，滑动变阻器应选R3（填R1，R2或R3）
    （2）图乙电路中部分导线已连接，请用笔画线代替导线将电路补充完整．要求电阻器的滑片滑至最右端时，其使用电阻值最大．
    （3）闭合开关，调节滑动变阻器，读取电压表和电流表的示数，用同样的方法测量多组数据，将实验测得的数据点标在了如图丙所示的坐标图中，请作出U-I图线，由此求得待测电池的电动势E=1.5V，内电阻r=1.9Ω．（结果保留两位有效数字）

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    17．实验装置如图所示，此外还准备了刻度尺天平（包括砝码）等．
    利用此装置可以做“研究匀变速直线运动”实验和“研究加速度、力与质量的关系”实验，还可以做“研究合外力做功和动能变化的关系”的实验．
    ①下列说法正确的是C．（填选项前字母）
    A．上述三个实验都必须平衡摩擦力
    B．在实验需要平衡摩擦力时必须将钩码通过细线挂在小车上
    C．在实验开始前，先调节木板上定滑轮的高度，使牵引小车的细绳与木板平行
    D．为减小系统误差，上述三个实验的应该使钩码质量远大于小车质量
    ②如图是实验中获得的一条纸带的一部分，选取O、A、B、C计数点，已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz，则打B点时小车的瞬时速度大小为0.653m/s（保留三维有效数字）
    ③“研究合外力做功和动能变化的关系”的实验中，某同学将钩码重力做的功当作细绳拉力做的功，经多次试验发现拉力做功总是要比小车动能增量大一些，这一情况可能是下列哪些原因造成的CD（填选项前字母）
    A．在接通电源的同时释放了小车
    B．小车释放时离打点计时器太近
    C．阻力未完全被小车重力沿木板方向的分子平衡掉
    D．钩码做匀加速运动，钩码重力大于细绳拉力．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    14．如图所示，电源电动势为E，内阻为r，R1为光敏电阻（光敏电阻被光照射时电阻会变小）．当有光照射R1时，灯泡L正常发光；当无光照射R1时，下列说法正确的是（　　）
    A．通过光敏电阻R1的电流变大B．光敏电阻R1两端的电压变大
    C．电源的热功率变大D．电源的输出功率一定变大

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    1．如图所示是某同学设计的电吹风的电路图，它主要由电动机M和电热丝R构成．当闭合开关S1、S2后，电热丝发热，吹热风；当断开S1闭合S2时，吹冷风．已知电吹风的额定电压为220V不变，吹冷风时的功率为120W，吹热风时的功率为1000W．下列说法正确的是（　　）
    A．电热丝的电阻为55Ω
    B．电动机的电阻大于404Ω
    C．当电吹风吹热风时，电热丝每秒钟消耗的电能为880J
    D．当电吹风吹热风时，电动机每秒钟消耗的电能为1120J

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    11．如图所示，用细绳把小球悬挂起来，当小球静止时，下列说法中正确的是（　　）
    A．小球对细绳的拉力和细绳对小球的拉力是一对作用力和反作用力
    B．小球受到的重力和小球对细绳的拉力是一对作用力和反作用力
    C．小球受到的重力和细绳对小球的拉力是一对平衡力
    D．小球受到的重力和小球对细绳的拉力是一对平衡力

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    18．真空中两个点电荷之间的库仑力为F，现在把其中一个电荷的电量增大为原来的2倍，它们之间的距离变为原来的一半，则这两个电荷之间的库仑力变为（　　）
    A．4FB．$\frac{1}{4}$FC．8FD．$\frac{1}{8}$F

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    15．物体甲的x-t图象和物体乙的v-t图象分别如图所示，则这两物体的运动情况是（　　）
    A．甲在整个t=6s时间内运动方向一直不变，它通过的总位移大小为6m
    B．甲在整个t=6s时间内有来回运动，它通过的总位移为零
    C．乙在整个t=6s时间内有来回运动，它通过的总位移为零
    D．乙在整个t=6s时间内运动方向一直不变，它通过的总位移大小为4m

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    16．如图所示，一个木块垂直于斜面方向的力F作用下处于静止状态，则（　　）
    A．木块受三个力作用B．木块受四个力作用
    C．若力F逐渐增大，木块可能滑动D．木块所受摩擦力随F的增大而增大

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案