【題目】如圖,水平面(紙面)內(nèi)同距為的平行金屬導(dǎo)軌間接一電阻,質(zhì)量為m、長度為的金屬桿置于導(dǎo)軌上,t=0時,金屬桿在水平向右、大小為F的恒定拉力作用下由靜止開始運動.時刻,金屬桿進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場區(qū)域,且在磁場中恰好能保持勻速運動.桿與導(dǎo)軌的電阻均忽略不計,兩者始終保持垂直且接觸良好,兩者之間的動摩擦因數(shù)為.重力加速度大小為g.求
(1)金屬桿在磁場中運動時產(chǎn)生的電動勢的大。
(2)電阻的阻值.
【答案】 ; R=
【解析】
(1)設(shè)金屬桿進(jìn)入磁場前的加速度大小為a,由牛頓第二定律得:ma=F-μmg ①
設(shè)金屬桿到達(dá)磁場左邊界時的速度為v,由運動學(xué)公式有:v=at0 ②
當(dāng)金屬桿以速度v在磁場中運動時,由法拉第電磁感應(yīng)定律,桿中的電動勢為:E=Blv ③
聯(lián)立①②③式可得: ④
(2)設(shè)金屬桿在磁場區(qū)域中勻速運動時,金屬桿的電流為I,根據(jù)歐姆定律:I= ⑤
式中R為電阻的阻值.金屬桿所受的安培力為: ⑥
因金屬桿做勻速運動,由牛頓運動定律得:F–μmg–f=0 ⑦
聯(lián)立④⑤⑥⑦式得: R=
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【題目】如圖所示的勻強(qiáng)電場的區(qū)域內(nèi),由、、、、、、、作為頂點構(gòu)成一正方體空間,電場方向與面垂直.下列說法正確的是( )
A. 兩點間電勢差與兩點間電勢差相等
B. 帶正電的粒子從點沿路徑移到點,電場力做正功
C. 帶負(fù)電的粒子從點沿路徑移到點,電勢能減小
D. 帶電粒子從點移到點,沿對角線與沿路徑電場力做功相同
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【題目】如圖甲所示是某同學(xué)設(shè)計的一種振動發(fā)電裝置的示意圖,一個半徑、匝數(shù)的線圈套在永久磁鐵槽中,磁場的磁感線均沿半徑方向均勻分布(其右視圖如圖乙所示).在線圈所在位置磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小均為,線圈的電阻為,它的引出線接有的小電珠L外力推動線圈框架的P端,使線圈沿軸線做往復(fù)運動時,便有電流通過電珠當(dāng)線圈向右的位移x隨時間t變化的規(guī)律如圖丙所示時(x取向右為正),求:
(1)線圈運動時產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E的大。
(2)線圈運動時產(chǎn)生的感應(yīng)電流的大;
(3)每一次推動線圈運動過程中作用力F的大小;
(4)該發(fā)電機(jī)的輸出功率P
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【題目】如圖所示,傾角為θ=37°的兩根平行長直金屬導(dǎo)軌的間距為d,其底端接有阻值為R的電阻。整個裝置處在垂直于斜面向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場中,質(zhì)量均為m(質(zhì)量分布均勻)、電阻均為R的導(dǎo)體棒ab、cd垂直于導(dǎo)軌放置,且與兩導(dǎo)軌保持良好接觸,兩導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)均為μ=0.5;現(xiàn)棒ab在恒力F作用下沿導(dǎo)軌向上做勻速運動,棒cd能保持靜止?fàn)顟B(tài),導(dǎo)軌電阻不計,重力加速度大小為g,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8.求導(dǎo)體棒ab速度大小的取值范圍。
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【題目】電磁軌道炮利用電流和磁場的作用使炮彈獲得超高速度,其原理可用來研制新武器和航天運載器。電磁軌道炮示意如圖,圖中直流電源電動勢為E,電容器的電容為C。兩根固定于水平面內(nèi)的光滑平行金屬導(dǎo)軌間距為l,電阻不計。炮彈可視為一質(zhì)量為m、電阻為R的金屬棒MN,垂直放在兩導(dǎo)軌間處于靜止?fàn)顟B(tài),并與導(dǎo)軌良好接觸。首先開關(guān)S接1,使電容器完全充電。然后將S接至2,導(dǎo)軌間存在垂直于導(dǎo)軌平面、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(圖中未畫出),MN開始向右加速運動。當(dāng)MN上的感應(yīng)電動勢與電容器兩極板間的電壓相等時,回路中電流為零,MN達(dá)到最大速度,之后離開導(dǎo)軌。問:
(1)磁場的方向;
(2)MN剛開始運動時加速度a的大;
(3)MN離開導(dǎo)軌后電容器上剩余的電荷量Q是多少。
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【題目】在同一條筆直的公路上行駛的三輛汽車a,b,c,它們的x-t圖象如圖所示汽車a對應(yīng)的圖象是條拋物線,其頂點坐標(biāo)為(0,10),下列說法正確的是( 。
A. b和c兩汽車做勻速直線運動,兩汽車的速度相同
B. 在內(nèi),a,b兩汽車間的距離均勻增大
C. 汽車c的速度逐漸增大
D. 汽車a在5s末的速度為
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【題目】如圖甲,小球用不可伸長的輕繩連接繞定點O在豎直面內(nèi)圓周運動,小球經(jīng)過最高點的速度大小為v,此時繩子拉力大小為F,拉力F與速度的平方的關(guān)系如圖乙所示,圖象中的數(shù)據(jù)a和b以及重力加速度g都為已知量,以下說法正確的是( )
A.數(shù)據(jù)a與小球的質(zhì)量有關(guān)
B.數(shù)據(jù)b與小球的質(zhì)量無關(guān)
C.比值只與小球的質(zhì)量有關(guān),與圓周軌道半徑無關(guān)
D.利用數(shù)據(jù)a、b和g能夠求出小球的質(zhì)量和圓周軌道半徑
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【題目】如圖所示,理想變壓器原線圈接在交流電源上,圖中各電表均為理想電表。下列說法正確的是
A. 當(dāng)滑動變阻器的滑動觸頭P向上滑動時,R1消耗的功率變大
B. 當(dāng)滑動變阻器的滑動觸頭P向上滑動時,電壓表V示數(shù)變大
C. 當(dāng)滑動變阻器的滑動觸頭P向上滑動時,電流表A1示數(shù)變大
D. 若閉合開關(guān)S,則電流表A1示數(shù)變大、A2示數(shù)變大
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【題目】如圖所示是在工廠的流水線上安裝的水平傳送帶,用水平傳送帶傳送工件.可大大提高工作效率.水平傳送帶以恒定的速度v0=2 m/s運送質(zhì)量為m=0.5 kg的工件,工件都是以v=1 m/s的初速從A位置滑上傳送帶.工件與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)μ=0.2.每當(dāng)前一個工件在傳送帶上停止相對滑動時.后一個工件立即滑上傳送帶.取g=l0 m/s2,求:
(1)工件經(jīng)多長時間停止相對滑動;
(2)在正常運行狀態(tài)下傳送帶上相鄰工件間的距離;
(3)摩擦力對每個工件做的功;
(4)每個工件與傳送帶之間的摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能.
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