半徑分別為r和2r的同心圓形導(dǎo)軌固定在同一水平面上，一長(zhǎng)為r，質(zhì)量為m且質(zhì)量分布均勻的直導(dǎo)體棒AB置于圓導(dǎo)軌上面，BA的延長(zhǎng)線通過(guò)圓導(dǎo)軌的中心O，裝置的俯視圖如圖所示；整個(gè)裝置位于一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B，方向豎直向下；在內(nèi)圓導(dǎo)軌的C點(diǎn)和外圓導(dǎo)軌的D點(diǎn)之間接有一阻值為R的電阻（圖中未畫(huà)出）。直導(dǎo)體棒在水平外力作用下以角速度ω繞O逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中始終與導(dǎo)軌保持良好接觸。設(shè)導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，導(dǎo)體棒和導(dǎo)軌的電阻均可忽略，重力加速度大小為g，

求：（1）通過(guò)電阻R的感應(yīng)電流的方向和大�。�
（2）外力的功率。
（1）（2）

試題分析：（1）在時(shí)間內(nèi)，導(dǎo)體棒掃過(guò)的面積為： ①
根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，導(dǎo)體棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為：       ②
根據(jù)右手定則，感應(yīng)電流的方向是從B端流向A端，因此流過(guò)導(dǎo)體R的電流方向是從C端流向D端；由歐姆定律流過(guò)導(dǎo)體R的電流滿足;   ③
聯(lián)立①②③可得：          ④
（2）在豎直方向有：mg-2N=0              ⑤
式中，由于質(zhì)量分布均勻，內(nèi)外圓導(dǎo)軌對(duì)導(dǎo)體棒的正壓力相等，其值為N，兩導(dǎo)軌對(duì)運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體棒的滑動(dòng)摩擦力均為：⑥
在時(shí)間內(nèi)，導(dǎo)體棒在內(nèi)外圓導(dǎo)軌上掃過(guò)的弧長(zhǎng)分別為：⑦
和⑧
克服摩擦力做的總功為：⑨
在時(shí)間內(nèi)，消耗在電阻R上的功為：⑩
根據(jù)能量轉(zhuǎn)化和守恒定律，外力在時(shí)間內(nèi)做的功為：（11）
外力的功率為：（12）
由④至（12）式可得：（13）
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：實(shí)驗(yàn)題

（12分）某同學(xué)利用學(xué)過(guò)物理知識(shí)測(cè)量電阻Rx的阻值及探究額定功率為4W、額定電壓為4V的小燈泡消耗的功率與電壓的關(guān)系，進(jìn)行如下操作：


（1）用多用電表測(cè)該電阻的阻值，選用“”倍率的電阻檔測(cè)量，發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度太大，因此需選擇＿＿＿倍率的電阻檔（選填“”“”），歐姆調(diào)零后再進(jìn)行測(cè)量，示數(shù)如圖所示，測(cè)量值為＿＿ ＿Ω。
（2）為了探究額定功率為4W、額定電壓為4V的小燈泡消耗的功率與電壓的關(guān)系，該同學(xué)準(zhǔn)備了如下的實(shí)驗(yàn)器材：
A. 電壓表V1（0～2V，內(nèi)阻2kΩ）；
B. 電壓表V2（0~15V，內(nèi)阻15kΩ）
C. 電流表A（0～1A，內(nèi)阻約1Ω）；     
D. 定值電阻R1＝2kΩ
E. 定值電阻R2＝16kΩ；                
F. 滑動(dòng)變阻器R（15Ω，2A）
G. 學(xué)生電源（直流6V，內(nèi)阻不計(jì)）；    
H. 開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干
①為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，電壓表應(yīng)選用________，定值電阻應(yīng)選用_________（均用序號(hào)字母填寫(xiě)）；
②在探究功率與電壓的關(guān)系時(shí)，要求電壓從零開(kāi)始調(diào)節(jié)，并且多次測(cè)量，畫(huà)出滿足要求的電路圖；
③根據(jù)設(shè)計(jì)的電路圖，寫(xiě)出電壓表讀數(shù)UV與小燈泡兩端電壓U的關(guān)系__________。若小燈泡的電功率為P，則關(guān)系圖線可能正確的是__________。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

某房間的入戶電源線如下圖所示，現(xiàn)有工作電壓為220V的用電器如下：100W的燈泡6只，220W的電視機(jī)1臺(tái)，1000W的電冰箱1臺(tái)，1500W的洗衣機(jī)1臺(tái)，700W的微波爐1臺(tái)和1000W的暖風(fēng)機(jī)1臺(tái)，還有三只額定電流均為8A的保險(xiǎn)盒，如何將上述電器全部合理地接入電路？要求畫(huà)出接線圖，電器用后面指定的符號(hào)表示，例如功率為100W的燈泡用?表示，功率為220W的電視機(jī)用 表示，保險(xiǎn)盒用　表示，圖中a是火線，b是零線．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

電動(dòng)勢(shì)為20V的電源向外供電，已知它在1min時(shí)間內(nèi)移動(dòng)120C的電荷量，則：
（1）這個(gè)回路中的電流是多大？
（2）電源產(chǎn)生了多少電能？
（3）非靜電力做的功率是多大？

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子是n匝邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形線圈，將它置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸以角速度ω做勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)開(kāi)始時(shí)線圈平面與磁場(chǎng)方向平行，已知線圈的總電阻為r，外電路的電阻為R。求：

(1)電流的瞬時(shí)值表達(dá)式；(2)外電路上消耗的功率。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖所示電路，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比5:1，原線圈輸入電壓為u=311sin100p t(V)，副線圈輸出端通過(guò)滑動(dòng)變阻器R連接兩只相同燈泡L1和L2，它們的規(guī)格為“36V、18W”，當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)燈L1正常發(fā)光�，F(xiàn)閉合開(kāi)關(guān)S，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使燈泡再正常發(fā)光，則此狀態(tài)
A．原線圈的電流為5A
B．變壓器輸入功率變?yōu)樵瓉?lái)的2倍
C．滑動(dòng)變阻器R上損耗的功率變?yōu)樵瓉?lái)的4倍
D．滑動(dòng)變阻器的阻值調(diào)到了8W

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

一直流電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)兩端的電壓為U，通過(guò)的電流為I，電動(dòng)機(jī)線圈的電阻為r。該電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，下列說(shuō)法正確的是(  )
A．電動(dòng)機(jī)消耗的電功率為B．電動(dòng)機(jī)的輸出功率為
C．電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率為D．I、U、r三個(gè)量間滿足

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖所示電路中，電源電壓u=311sin100t（V），A、B間接有“220V 440W”的電暖寶、“220V 220W”的抽油煙機(jī)、交流電壓表及保險(xiǎn)絲。下列說(shuō)法正確的是(  )

A．交流電壓表的示數(shù)為311V
B．電路要正常工作，保險(xiǎn)絲的額定電流不能小于3A
C．電暖寶發(fā)熱功率是抽油煙機(jī)發(fā)熱功率的2倍
D．1min抽油煙機(jī)消耗的電能為1.32×104J

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)E=36V，內(nèi)阻r=1Ω，電燈上標(biāo)有“6V，12W”的字樣，直流電動(dòng)機(jī)線圈電阻R=2Ω。接通電源后，電燈恰能正常發(fā)光，下列說(shuō)法正確的是
A．電路中的電流大小6A
B．電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的熱功率56W
C．電動(dòng)機(jī)的機(jī)械效率85.7%
D．電源的輸出功率為72W

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案