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，一竖直放置的金属圆环，总电阻为R，有一金属杆长为L，一端绕环心O自由转动，另一端固定一质量为m的金属球a，球套在环上可无摩擦地沿环滑动．Ob为电阻不计的导线，金属杆的电阻设为r，整个装置放在磁感强度为B的匀强磁场中，磁场方向如图．当金属杆从水平位置由静止释放后运动至竖直位置时，a球的速度为v，求：
    ①杆运动至竖直位置时，磁场力的功率多大？
    ②在上述过程中有多少电能转化为内能？（金属杆质量不计）
    分析：①求出金属杆到达竖直位置时的角速度，求出金属杆切割测磁感线产生的感应电动势，求出金属杆中的电流，求出金属杆受到的安培力，最后求出磁场力的功率；
    ②由能量守恒定律求出增加的内能．
    解答：解：①在竖直位置，金属杆的角速度：ω=
    v
    L
    ，
    金属杆切割磁感线产生的感应电动势：
    E=
    1
    2
    BL2ω=
    1
    2
    BLv，
    金属圆环被分为两个半圆，两半圆环并联电阻：
    R并=
    R
    2
    2
    =
    R
    4
    ，
    通过金属杆的电流：
    I=
    E
    R并+r
    =
    1
    2
    BLv
    R
    4
    +r
    =
    2BLv
    R+4r
    ，
    磁场力（安培力）的功率：
    P=F
    .
    v
    =BIL?
    v
    2
    =
    B2L2v2
    R+4r
    ；
    ②从金属杆由水平位置运动到竖直位置过程中，
    由能量守恒定律得：mgL=
    1
    2
    mv2+Q，
    电能转化为的内能：Q=mgL-
    1
    2
    mv2；
    答：①杆运动至竖直位置时，磁场力的功率为
    B2L2v2
    R+4r
    ；
    ②在上述过程中有mgL-
    1
    2
    mv2的电能转化为内能．
    点评：本题考查了求安培力的功率、产生的内能，求出感应电动势、安培力、应用能量守恒定律即可正确解题．
    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：

    如图所示，一竖直放置的圆柱形绝热气缸，通过质量为m，横截面积为S的绝热活塞封闭着一定质量的理想气体．初始时，气体的温度为T0，活塞与容器底部相距h．现通过电热丝缓慢加热气体，当气体吸收热量Q时活塞下降了h，已知大气压强为p0，重力加速度为g，不计活塞与气缸的摩擦（题中各物理量单位均为国际单位制单位）．求：
    （1）此时缸内气体的温度；
    （2）缸内气体的压强；
    （3）加热过程中缸内气体内能的增加量．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：

    如图所示，一竖直放置的气缸由两个截面积不同的圆柱构成，各有一个活塞且用细杆相连，上、下分别封有两部分气体A和B，两活塞之间是真空，原来活塞恰好静止，两部分气体的温度相同，现在将两部分气体同时缓慢升高相同温度，则（　　）

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：

    如图所示为一竖直放置的圆形环，小球可在环内做圆周运动．现给小球一初速度，使它在圆环内做圆周运动，则关于小球加速度方向的说法正确的是（　　）

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：

    精英家教网一种简易“千斤顶”，如图所示，一竖直放置的轻杆由于限制套管P的作用只能在竖直方向上运动．若支杆上放一质量为M=100kg的物体，支杆的下端通过一与杆固定连接的小轮放在倾角为θ=37°斜面体上，并将斜面体放在光滑水平面上，现沿水平方向对斜面体施以推力F，为了能将重物顶起F最小为多大？（小轮摩擦和质量不计，g=10ms2）

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案