7．如圖所示，在水平面上有兩條長(zhǎng)度均為4L、間距為L(zhǎng)的平行直軌道，處于豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B．橫置于軌道上長(zhǎng)為L(zhǎng)的滑桿向右運(yùn)動(dòng)，軌道與滑桿單位長(zhǎng)度的電阻均為$\frac{R}{L}$，兩者無(wú)摩擦且接觸良好．軌道兩側(cè)分別連接理想電壓表和電流表．若將滑桿從軌道最左側(cè)勻速移動(dòng)到最右側(cè)，當(dāng)滑竿到達(dá)軌道正中間時(shí)電壓表示數(shù)為U，則滑竿勻速移動(dòng)的速度為$\frac{5U}{4BL}$，在滑動(dòng)過(guò)程中兩電表讀數(shù)的乘積的最大值為$\frac{25{U}^{2}}{64R}$．

分析 當(dāng)滑桿到達(dá)軌道中間時(shí)電壓表的示數(shù)U，求出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，由E=BLv得到滑桿的速度大�。�
UI乘積含義是滑桿右側(cè)軌道電阻消耗的電功率，得到電功率與軌道有電流流過(guò)部分的電阻的關(guān)系，再由數(shù)學(xué)知識(shí)求解電功率的最大值．

解答 解：據(jù)楞次定律可知各段電路中電流的方向如圖所示．
滑竿在正中間位置時(shí)，軌道有電流流過(guò)的部分總電阻為4R
電壓表讀數(shù)：U=$\frac{4}{5}E$=$\frac{4}{5}$BLv
則滑竿勻速移動(dòng)的速度為 v=$\frac{5U}{4BL}$．
兩電表讀數(shù)的乘積UI乘積含義是滑桿右側(cè)軌道電阻消耗的電功率．
設(shè)滑桿在任意位置時(shí)，軌道有電流流過(guò)部分的電阻為Rx
 P=UI=$\frac{BLv}{R+{R}_{x}}$•Rx•$\frac{BLv}{R+{R}_{x}}$=$\frac{（BLv）^{2}{R}_{x}}{（R-{R}_{x}）^{2}+4R{R}_{x}}$
當(dāng)Rx=R時(shí)，軌道電功率最大，
最大值為 Pm=$\frac{（BLv）^{2}}{4R}$=$\frac{25{U}^{2}}{64R}$
 故答案為：$\frac{5U}{4BL}$，$\frac{25{U}^{2}}{64R}$．

點(diǎn)評(píng) 掌握楞次定律、法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律是解題的基礎(chǔ)，關(guān)鍵得到電功率與電阻的關(guān)系，運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)求解電功率的最大值．

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：多選題

17．如圖所示，沿波的傳播方向上有間距均為1m的五個(gè)質(zhì)點(diǎn)a、b、c、d、e，均靜止在各自的平衡位置．一列橫波以1m/s的速度水平向右傳播，t=0s時(shí)到達(dá)質(zhì)點(diǎn)a，a開(kāi)始由平衡位置向上運(yùn)動(dòng)；t=3s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)a第一次到達(dá)最低點(diǎn)，在下列說(shuō)法中正確的是（　�。�
A．質(zhì)點(diǎn)d開(kāi)始振動(dòng)后的振動(dòng)周期為4s
B．這列波的波長(zhǎng)為4m
C．t=4s時(shí)刻波恰好傳到質(zhì)點(diǎn)e
D．t=5s時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)b到達(dá)最高點(diǎn)
E．在3s＜t＜4s這段時(shí)間質(zhì)點(diǎn)c的速度方向向上

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：解答題

18．某同學(xué)喜歡電器修理，但自己沒(méi)有多用電表，他在實(shí)驗(yàn)室準(zhǔn)備自己組裝多用電表，但是發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室只有唯一一塊可用的電池，而且電池電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻未知，于是他準(zhǔn)備測(cè)量該電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻．在實(shí)驗(yàn)室他找到的器材只有如下幾個(gè)：待測(cè)電源E一個(gè)，電阻箱R一個(gè)，電壓表V一個(gè)（內(nèi)阻的影響忽略不計(jì)，符合實(shí)驗(yàn)要求），開(kāi)關(guān)一個(gè)，導(dǎo)線(xiàn)若干，他運(yùn)用所學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)了如圖甲的電路圖進(jìn)行測(cè)量．

①他根據(jù)測(cè)量的數(shù)據(jù)（數(shù)據(jù)單位均為國(guó)際單位制單位）作出了如圖乙所示的關(guān)系圖線(xiàn)，縱坐標(biāo)表示電壓表的讀數(shù)U，不過(guò)他忘記了標(biāo)出橫坐標(biāo)名稱(chēng)，根據(jù)分析，請(qǐng)你判斷：橫坐標(biāo)表示$\frac{U}{R}$（選填U、$\frac{U}{R}$、$\frac{I}{R}$）．
②根據(jù)圖線(xiàn)求出電動(dòng)勢(shì)E=5.0V的，內(nèi)阻r=2.5Ω（結(jié)果都保留兩位有效數(shù)字）．
③圖丙是2014年獲得物理諾貝爾獎(jiǎng)的藍(lán)色發(fā)光二極管的U-I圖象，如果他直接將該電源與二極管連接讓其發(fā)光，則二極管的實(shí)際功率為2.4W（保留兩位有效數(shù)字）．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：解答題

15．質(zhì)量為M=5kg的木板B靜止于光滑水平面上，物塊A質(zhì)量為1kg，停在B的左端，質(zhì)量也為1kg的小球用長(zhǎng)為1.8m的輕繩懸掛在固定點(diǎn)O上，將輕繩拉直至水平位置后，由靜止釋放小球，小球在最低點(diǎn)與A發(fā)生碰撞，碰撞時(shí)間極短，且無(wú)機(jī)械能損失，物塊與小球可視為質(zhì)點(diǎn)，不計(jì)空氣阻力．已知A、B間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.1，木板B足夠長(zhǎng)，g取10m/s2．求：
（1）B的最大速度；
（2）整個(gè)過(guò)程A對(duì)B的沖量．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：選擇題

2．如圖所示裝置用來(lái)提重物的“差動(dòng)滑輪”．它的上半部分是由固定在一起半徑分為r和R的兩個(gè)齒輪組成，能繞中心軸O轉(zhuǎn)動(dòng)，下半部分是一個(gè)動(dòng)滑輪．封閉的鏈條如圖串繞在幾個(gè)滑輪上，動(dòng)滑輪下懸掛著質(zhì)量為M的重物．已知r：R=1：3．懸掛動(dòng)滑輪的鏈條處于豎直狀態(tài)，假設(shè)滑輪與鏈條的重力及軸O處的摩擦均忽略不計(jì)．現(xiàn)用大小為F的力以速率v勻速拉動(dòng)鏈條，則下列敘述正確的是（　�。�
A．力F的大小為$\frac{1}{3}$MgB．力F的大小為$\frac{1}{2}$Mg
C．重物上升的速率為$\frac{1}{2}$vD．重物上升的速率為$\frac{1}{4}$v

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：解答題

12．如圖所示，均勻薄壁U型管豎直放置，左管豎直部分高度大于30cm且上端封閉，右管上端開(kāi)口且足夠長(zhǎng)，用兩段水銀封閉了A、B兩部分理想氣體，下方水銀左右液面等高，右管上方的水銀柱高h(yuǎn)=4cm，初狀態(tài)溫度為27℃，A氣體長(zhǎng)度l1=15cm，大氣壓強(qiáng)p0=76cmHg．現(xiàn)使整個(gè)裝置緩慢升溫，當(dāng)下方水銀的左右液面高度相差△l=10cm時(shí)，保持溫度不變，再向右管中緩慢注入水銀，使A中氣柱長(zhǎng)度回到15cm．求：
（1）升溫后保持不變的溫度是多少攝氏度？
（2）右管中再注入的水銀高度是多少？

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：多選題

19．兩電荷量分別為q1和q2的點(diǎn)電荷放在x軸上的O、M兩點(diǎn)，兩電荷連線(xiàn)上各點(diǎn)電勢(shì)φ隨x變化的關(guān)系如圖所示，其中A、N兩點(diǎn)的電勢(shì)均為零，ND段中的C點(diǎn)電勢(shì)最高，則（　�。�
A．q1與q2帶同種電荷
B．C點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為零
C．NC間場(chǎng)強(qiáng)方向向x軸正方向
D．將一負(fù)點(diǎn)電荷從N點(diǎn)移到D點(diǎn)，電場(chǎng)力先做正功后做負(fù)功

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：解答題

16．某同學(xué)從家里的廢舊收音機(jī)上拆下一電學(xué)元件，其上標(biāo)注“2.5V，1.5W”的字樣，為描繪出該元件的伏安特性曲線(xiàn)，該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室找到了下列實(shí)驗(yàn)器材：
A．電流表（量程是3A，內(nèi)阻是0.1Ω）
B．電流表（量程是0.6A，內(nèi)阻是0.5KΩ）
C．電壓表（量程是15V，內(nèi)阻是25KΩ）
D．電壓表（量程是3V，內(nèi)阻是5KΩ）
E．滑動(dòng)變阻器（阻值范圍0～5Ω，額定電流為0.6A）
F．滑動(dòng)變阻器（阻值范圍0～100Ω，額定電流為0.6A）
G．直流電源（電動(dòng)勢(shì)E=3V，內(nèi)阻不計(jì)）
H．開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線(xiàn)若干

（1）為了提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確程度，電流表應(yīng)選B；電壓表應(yīng)選D；滑動(dòng)變阻器應(yīng)選E．（以上均填寫(xiě)器材代號(hào)）
（2）請(qǐng)將實(shí)驗(yàn)電路圖補(bǔ)充完整．
（3）該同學(xué)根據(jù)設(shè)計(jì)的圖1實(shí)驗(yàn)電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到如下數(shù)據(jù)（I和U分別表示待測(cè)元件的電流和電壓），請(qǐng)?jiān)趫D2坐標(biāo)紙中描繪出該元件的伏安特性曲線(xiàn)．
I/A00.120.210.290.340.380.420.450.470.490.50
U/V00.200.400.600.801.001.201.401.601.802.00

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：選擇題

17．如圖所示是靜電除塵的原理示意圖，A為金屬管，B為金屬絲，在A、B之間接上高電壓，使B附近的空氣分子被強(qiáng)電場(chǎng)電離為電子和正離子，電子在向A極運(yùn)動(dòng)過(guò)程中被煙氣中的煤粉俘獲，使煤粉帶負(fù)電，最終被吸附到A極上，排出的煙就比較清潔了．有關(guān)靜電除塵的裝置，下列說(shuō)法正確的是（　�。�
A．金屬管內(nèi)形成的電場(chǎng)為勻強(qiáng)電場(chǎng)
B．D為煙氣的進(jìn)氣口，C為排氣口
C．金屬管A應(yīng)接高壓電源的正極，金屬絲B接負(fù)極
D．以上說(shuō)法均不正確

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案