18.如圖1所示,固定于水平面的U形導(dǎo)線框處于豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,導(dǎo)線框兩平行導(dǎo)軌間距為l,左端接一電動(dòng)勢(shì)為E0、內(nèi)阻不計(jì)的電源.一質(zhì)量為m、電阻為r的導(dǎo)體棒MN垂直導(dǎo)線框放置并接觸良好.閉合開關(guān)S,導(dǎo)體棒從靜止開始運(yùn)動(dòng).忽略摩擦阻力和導(dǎo)線框的電阻,平行軌道足夠長(zhǎng).請(qǐng)分析說明導(dǎo)體棒MN的運(yùn)動(dòng)情況,在圖2中畫出速度v隨時(shí)間t變化的示意圖;并推導(dǎo)證明導(dǎo)體棒達(dá)到的最大速度為vm=$\frac{{E}_{0}}{{B}_{0}l}$;?

分析 導(dǎo)體棒在向右運(yùn)動(dòng)的過程中會(huì)切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),與回路中的電源形成閉合回路,根據(jù)閉合電路的歐姆定律求得電流,結(jié)合牛頓第二定律借口判斷出速度的變化

解答 解:閉合開關(guān)s后,線框與導(dǎo)體棒組成的回路中產(chǎn)生電流,導(dǎo)體棒受到安培力開始加速運(yùn)動(dòng),假設(shè)某一時(shí)刻的速度為v,此時(shí)導(dǎo)體棒切割產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E′=Blv
初始階段,E′<E0
回路中的電流為$I=\frac{{E}_{0}-E′}{r}=\frac{{E}_{0}-{B}_{0}lv}{r}$
導(dǎo)體棒受到的安培力為F=${B}_{0}Il={B}_{0}l•\frac{{E}_{0}-bLv}{r}$,方向水平向右
因此,導(dǎo)體棒的加速度為$a=\frac{F}{m}=\frac{{B}_{0}l}{m}•\frac{{E}_{0}Blv}{r}$,方向水平向右,即與v方向相同
隨速度的增加,減速度減小,但仍與v同方向,因此,導(dǎo)體棒做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng)
達(dá)到最大速度時(shí),加速度a=0,解得E0=BIvm解得${v}_{m}=\frac{{E}_{0}}{{B}_{0}l}$
圖象為

答:如圖所示,

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查了產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與回路中的電源形成閉合回路,利用牛頓第二定律即可求得

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:解答題

8.在“練習(xí)使用多用電表”的實(shí)驗(yàn)中:
(1)用多用電表測(cè)某電阻,檔位鈕指“×100”檔,讀數(shù)時(shí)發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度太大,為使測(cè)量結(jié)果更加準(zhǔn)確,則應(yīng)改用×10擋:
(2)用已調(diào)零且選擇旋鈕指向歐姆檔:“×10”位置的多用表測(cè)某電阻阻值,根據(jù)圖所示的表盤,被測(cè)電阻阻值為180Ω.若將該表選擇旋鈕置于5mA擋測(cè)電流,表盤仍如圖所示,則被電流為2.23mA.若將該表選擇旋鈕置于250V擋測(cè)電流,表盤仍如圖所示,則被電壓為112V.

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

9.日本大地震引發(fā)海嘯和核泄漏事故兩年后,福島第一核電場(chǎng)核輻射泄露的影響開始在食物上顯現(xiàn),其中絕137(${\;}_{55}^{137}$Cs)對(duì)核輻射的影響最大,絕137(${\;}_{55}^{137}$Cs)發(fā)生β衰變的核反應(yīng)方程為${\;}_{55}^{137}$Cs→${\;}_{56}^{137}$Ba+${\;}_{-1}^{0}$e(衰變后的元素符號(hào)用X表示),已知絕137(${\;}_{55}^{137}$Cs)的半衰期為30年,則泄露出的絕137(${\;}_{55}^{137}$Cs)得經(jīng)過90年才會(huì)有87.5%的原子核發(fā)生衰變.

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科目:高中物理 來源: 題型:填空題

6.在5s時(shí)間內(nèi),起重機(jī)將重量G=600N的貨物勻速向上提升5m,起重機(jī)對(duì)貨物所做的功為3000J,功率為600W.

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

13.應(yīng)用物理知識(shí)分析生活中的常見現(xiàn)象,可以使物理學(xué)習(xí)更加有趣和深入.如圖所示,某同學(xué)坐在列車的車廂內(nèi),列車正在前進(jìn)中,桌面上有一個(gè)小球相對(duì)桌面靜止.如果他發(fā)現(xiàn)小球突然運(yùn)動(dòng),可以根據(jù)小球的運(yùn)動(dòng),分析判斷列車的運(yùn)動(dòng).下列判斷正確的是( 。
A.小球相對(duì)桌面向后運(yùn)動(dòng),可知列車在勻速前進(jìn)
B.小球相對(duì)桌面向后運(yùn)動(dòng),可知列車在減速前進(jìn)
C.小球相對(duì)桌面向前運(yùn)動(dòng),可知列車在加速前進(jìn)
D.小球相對(duì)桌面向前運(yùn)動(dòng),可知列車在減速前進(jìn)

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

3.下列說法正確的是( 。
A.將核子束縛在原子核內(nèi)的核力,是不同于萬有引力和電磁力的另一種相互作用力且每個(gè)核子只跟鄰近的核子發(fā)生核力的作用,它具有飽和性
B.在核反應(yīng)堆中利用慢化劑(如石墨、重水等)來減慢核反應(yīng)的速度
C.普朗克引入了能量子的概念,得出黑體輻射的強(qiáng)度按波長(zhǎng)分布的公式,與實(shí)驗(yàn)符合得非常好,并由此開創(chuàng)了物理學(xué)的新紀(jì)元
D.人工放射性同位素的半衰期比天然放射性物質(zhì)長(zhǎng)的多,放射性廢料容易處理,因此凡是用到射線時(shí),用的都是人工放射性同位素,而不用天然放射性物質(zhì)
E.比結(jié)合能小的原子核結(jié)合成比結(jié)合能大的原子核時(shí)一定放出核能

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科目:高中物理 來源: 題型:填空題

10.研究小組想要測(cè)量電壓表內(nèi)阻和某電源電動(dòng)勢(shì),給定器材如下:
待測(cè)電壓表:量程0-1V,內(nèi)阻約為990Ω;
待測(cè)電源:電動(dòng)勢(shì)約為6V,內(nèi)阻約為1Ω;
電流表:量程0-0.6A,內(nèi)阻可忽略;
滑動(dòng)變阻器R:阻值變化范圍0-20Ω;
定值電阻R1:阻值為6kΩ;
定值電阻R2:阻值為2kΩ;
單刀單擲開關(guān)和導(dǎo)線若干.

(1)一成員利用圖甲電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn),通過電壓表與電流表的讀數(shù)獲得電壓表的內(nèi)阻,請(qǐng)分析此方法的可行性,并說明理由.不可行,由于電壓表內(nèi)阻太大,電流表示數(shù)偏小
(2)另一成員利用圖乙電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn),其操作步驟為:
①連接電路;
②閉合S1、S2,讀出此時(shí)電壓表的示數(shù)為0.90V;
③保持S1閉合,斷開S2,讀出此時(shí)電壓表的示數(shù)為0.70V;
④斷開S1,整理器材.
忽略電源內(nèi)阻,由以上數(shù)據(jù),可以測(cè)得電壓表的內(nèi)阻為1kΩ;電源的電動(dòng)勢(shì)為6.3V.考慮到電源有內(nèi)阻,電源電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量值和真實(shí)值相比較偏。ㄌ睢捌蟆薄跋嗟取被颉捌 保

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

7.如圖所示,一物塊m,在水平力F的作用下,沿傾角為θ的光滑斜面M加速上升,若保持F的方向不變而增大F的大小,但斜面始終保持靜止,則( 。
A.物塊m對(duì)斜面的壓力變大B.物塊m運(yùn)動(dòng)的加速度變大
C.物塊M對(duì)地面的壓力保持不變D.地面對(duì)斜面M的摩擦力保持不變

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

20.下面關(guān)于波長(zhǎng)的斜述,正確的是( 。
A.在一個(gè)周期內(nèi),介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)沿波的傳播方向運(yùn)動(dòng)的距離等于一個(gè)波長(zhǎng)
B.在一個(gè)周期內(nèi),振動(dòng)在介質(zhì)中傳播的距離等于一個(gè)波長(zhǎng)
C.在振動(dòng)過程中,對(duì)平衡位置的位移總是相等的質(zhì)點(diǎn)間的距離等于一個(gè)波長(zhǎng)
D.在橫波中兩個(gè)波峰間的距離一定等于一個(gè)波長(zhǎng)

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