【題目】有一臺內(nèi)阻和損耗均不計的直流發(fā)電機，其定子的磁場恒定，先把它的電樞（轉(zhuǎn)子）線圈與一個電阻R連接，再在電樞的轉(zhuǎn)軸上纏繞足夠長的輕繩，繩的下端懸掛一質(zhì)量為m的重物圖a，重物最后以速率勻速下落．現(xiàn)將一電動勢為、內(nèi)阻不計的電源按如圖b所示接入電路中，使發(fā)電機作電動機用，懸掛重物不變，最后重物勻速上升，求重物上升的速率．

【答案】

【解析】

解析 本題是力學(xué)和電學(xué)的綜合題，第一個過程是直流電機作發(fā)電機使用，重物勻速下落時，重物的重力勢能通過電磁感應(yīng)轉(zhuǎn)化為負載R上的電熱．第二個過程是直流電機作電動機使用，電源提供的能量一部分用來增加重物的重力勢能，一部分通過負載電阻R，在電阻上轉(zhuǎn)化為電熱．利用能量守恒和電路規(guī)律就能求解．

把重物、電機和電路看做一個系統(tǒng)，由于不計電機內(nèi)的損耗，而且當重物勻速下落時，動能不變，重力的功率等于電阻上消耗的電功率．設(shè)電路中的電流為，則有

． ①

當直流電機作電動機使用時，且重物勻速上升，動能不變，由能量守恒有

． ②

由于在電機兩次運轉(zhuǎn)過程中均是勻速轉(zhuǎn)動，故合力矩為零．重力矩不變，摩擦不計，磁場力矩也不變，磁場力不變，由于其他條件均沒有改變，顯然兩次過程中的電流一定相等，有

． ③

由①②③式聯(lián)立求得

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】一簡諧橫波以4m/s的波速沿水平繩向x軸正方向傳播，繩上兩質(zhì)點M、N的平衡位置相距 波長。已知t＝0時的波形如圖所示，此時質(zhì)點M的位移為0.02m，設(shè)向上為正，經(jīng)時間t1（小于一個周期），質(zhì)點M的位移又為0.02m，且向下運動。求：

①該橫波的周期；

②t1時刻質(zhì)點N的位移

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【題目】某航天飛機在地球赤道上空飛行，軌道半徑為r，飛行方向與地球的自轉(zhuǎn)方向相同，設(shè)地球的自轉(zhuǎn)角速度為ω0，地球半徑為R，地球兩極處的重力加速度為g，引力常量為G，在某時刻航天飛機通過赤道上某建筑物的上方，求：

（1）地球的密度；

（2）航天飛機繞地球轉(zhuǎn)動的周期T；

（3）它下次通過該建筑物上方所需的時間。

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【題目】核能作為一種新能源在現(xiàn)代社會中已不可缺少，我國在完善核電安全基礎(chǔ)上將加大核電站建設(shè)。核泄漏中的钚（Pu）是一種具有放射性的超鈾元素，它可破壞細胞基因，提高罹患癌癥的風險。已知钚的一種同位素Pu的半衰期為24100年，其衰變方程為Pu→X+He+γ，下列有關(guān)說法正確的是（ ）

A．X原子核中含有92個中子。

B．100個Pu經(jīng)過24100年后一定還剩余50個。

C．由于衰變時釋放巨大能量，根據(jù)E=mc2，衰變過程總質(zhì)量增加。

D．衰變發(fā)出的放射線是波長很短的光子，具有很強的穿透能力。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某金屬在光的照射下產(chǎn)生光電效應(yīng),其遏止電壓Uc與入身射光頻率v的關(guān)系圖像如圖所示。則由圖像可知( )

A. 入射光頻率越大,該金屬的逸出功越大

B. 入射光的頻率越大,則遏止電壓越大

C. 由圖可求出普朗克常數(shù)

D. 光電子的最大初動能與入射光的頻率成正比

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】跳傘運動員從高空懸停的直升機跳下，運動員沿豎直方向運動，其v-t圖象如圖所示。下列說法正確的是（　�。�

A. 運動員在內(nèi)的平均速度大小等于

B. 10s末運動員的速度方向改變

C. 10末運動員打開降落傘

D. 內(nèi)運動員做加速度逐漸增加的減速運動

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲所示在光滑水平面上輕質(zhì)彈簧一端固定。物體A以速度v0向右運動壓縮彈簧測得彈簧的最大壓縮量為x�，F(xiàn)讓該彈簧一端連接另一質(zhì)量為2m的物體B（如圖乙所示），靜止在水平面上。物體A以2v0的速度向右壓縮彈簧測得彈簧的最大壓縮量仍為x。則

A. A物體的質(zhì)量為6m

B. A物體的質(zhì)量為4m

C. 彈簧壓縮最大時的彈性勢能為

D. 彈簧壓縮最大時B的動量為

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，輕繩繞過定滑輪，一端連接物塊A，另一端連接在滑環(huán)C上，物塊A的下端用彈簧與放在地面上的物塊B連接，A、B兩物塊的質(zhì)量均為m，滑環(huán)C的質(zhì)量為M，開始時繩連接滑環(huán)C部分處于水平，繩剛好拉直且無彈力，滑輪到桿的距離為L，控制滑塊C，使其沿桿緩慢下滑，當C下滑L時，釋放滑環(huán)C，結(jié)果滑環(huán)C剛好處于靜止，此時B剛好要離開地面，不計一切摩擦，重力加速度為g。

(1)求彈簧的勁度系數(shù)；

(2)若由靜止釋放滑環(huán)C，求當物塊B剛好要離開地面時，滑環(huán)C的速度大小。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，水平軌道BC的左端與固定的光滑豎直1/4圓軌道相切與B點，右端與一傾角為30°的光滑斜面軌道在C點平滑連接（即物體經(jīng)過C點時速度的大小不變），斜面頂端固定一輕質(zhì)彈簧，一質(zhì)量為2Kg的滑塊從圓弧軌道的頂端A點由靜止釋放，經(jīng)水平軌道后滑上斜面并壓縮彈簧，第一次可將彈簧壓縮至D點，已知光滑圓軌道的半徑R＝0.45m，水平軌道BC長為0.4m，其動摩擦因數(shù)μ＝0.2，光滑斜面軌道上CD長為0.6m，g取10m/s2，求

（1）滑塊第一次經(jīng)過B點時對軌道的壓力

（2）整個過程中彈簧具有最大的彈性勢能；

（3）滑塊最終停在何處？

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