（14分）如圖甲所示，電阻不計的“”形光滑導體框架水平放置，導體框處在豎直向上的勻強磁場中，磁感應強度為B=1T，有一導體棒AC橫放在框架上且與導體框架接觸良好，其質(zhì)量為m=0．2kg，電阻為R=0．8，現(xiàn)用絕緣輕繩拴住導體棒，輕繩的右端通過光滑的定滑輪繞在電動機的轉(zhuǎn)軸上，左端通過另一光滑的定滑輪與物體D相連，物體D的質(zhì)量為M=0．2kg，電動機內(nèi)阻r=1。接通電路后電壓表的讀數(shù)恒為U=10V,電流表讀數(shù)恒為I=1A，電動機牽引原來靜止的導體棒AC平行于EF向右運動，其運動位移x隨時間t變化的圖象如圖乙所示，其中OM段為曲線，MN段為直線。（取g=10m/s2）求：

（1）電動機的輸出功率；
（2）導體框架的寬度； 
（3）導體棒在變速運動階段產(chǎn)生的熱量。
（1）（2）（3）

試題分析：（1）電動機為非純電阻電路，電動機總功率
電動機內(nèi)阻發(fā)熱的功率
那么電動機輸出的機械功率
（2）位移時間圖像的斜率代表速度，后導體棒AC為勻速直線運動，速度。
設(shè)導軌寬度為L，則有導體棒切割磁感線產(chǎn)生感應電流，受到安培力
拉動導體棒勻速運動的拉力
根據(jù)電動機輸出功率有
計算得
（3）根據(jù)位移時間圖像可知，變速階段初始度為0，末速度為
此過程電動機做功轉(zhuǎn)化為D的重力勢能以及D和導體棒的動能還有克服安培力做功即焦耳熱。
所以有
其中
帶入計算得
練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖4-4所示，金屬桿在離地高處從靜止開始沿弧形軌道下滑，導軌平行的水平部分有豎直向上的勻強磁場B，水平部分導軌上原來放有一根金屬桿b，已知桿的質(zhì)量為，b桿的質(zhì)量為水平導軌足夠長，不計摩擦，求：

小題1:（1）和b的最終速度分別是多大？
小題2:（2）整個過程中回路釋放的電能是多少？
小題3:（3）若已知、b桿的電阻之比，其余電阻不計，
整個過程中，、b上產(chǎn)生的熱量分別是多少？

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

理論研究表明，無限長通電直導線磁場中某點的磁感應強度可用公式表示，公式中的k是常數(shù)、I是導線中電流強度、r是該點到直導線的距離。若兩根相距為L的無限長通電直導線垂直x軸平行放置，電流強度均為I，如圖所示。能正確反映兩導線間的磁感應強度B與x關(guān)系的是圖中的（規(guī)定B的正方向垂直紙面向里）

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖，在方向豎直向下、磁感應強度為B的勻強磁場中，沿水平面固定一個V字型金屬框架CAD，已知∠A=θ，導體棒EF在框架上從A點開始在外力作用下，沿垂直EF方向以速度v勻速向右平移，使導體棒和框架始終構(gòu)成等腰三角形回路。已知框架和導體棒的材料和橫截面積均相同，其單位長度的電阻均為R，框架和導體棒均足夠長，導體棒運動中始終與磁場方向垂直，且與框架接觸良好。關(guān)于回路中的電流I和消耗的電功率P隨時間t變化關(guān)系的下列四個圖象中可能正確的是

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖甲所示，垂直紙面向里的勻強磁場的區(qū)域?qū)挾葹?a，磁感應強度的大小為B。一邊長為a、電阻為4R的 正方形均勻?qū)Ь�框CDEF從圖示位置開始沿x軸正以速度v勻速穿過磁場區(qū)域，在乙圖中給出的線框E、F兩端的電壓UEF與線框移動距離的關(guān)系的圖象正確的是

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖所示，寬度為L＝0.2 m的足夠長的平行光滑金屬導軌固定在絕緣水平面上，導軌的一端連接阻值為R＝1.0 Ω的電阻．導軌所在空間存在豎直向下的勻強磁場，磁感應強度大小為B＝0.2 T．一根質(zhì)量為m＝10 g的導體棒MN放在導軌上，并與導軌始終接觸良好，導軌和導體棒的電阻均可忽略不計．現(xiàn)用垂直MN的水平拉力F拉動導體棒使其沿導軌向右勻速運動，速度為v＝5.0 m/s，在運動過程中保持導體棒與導軌垂直．求：

(1)在閉合回路中產(chǎn)生感應電流I的大小
(2)作用在導體棒上拉力F的大小
(3)當導體棒移動50 cm時撤去拉力，求整個過程中電阻R上產(chǎn)生的熱量Q

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，ABCD為固定的水平光滑矩形金屬導軌，AB間距離為L，左右兩端均接有阻值為R的電阻，處在方向豎直向下、磁感應強度大小為B的勻強磁場中，質(zhì)量為m、長為L的導體棒MN放在導軌上，甲、乙兩根相同的輕質(zhì)彈簧一端均與MN棒中點固定連接，另一端均被固定，MN棒始終與導軌垂直并保持良好接觸，導軌與MN棒的電阻均忽略不計.初始時刻，兩彈簧恰好處于自然長度，MN棒具有水平向左的初速度v0，經(jīng)過一段時間，MN棒第一次運動至最右端，這一過程中AB間電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為Q，則（   ）
A．初始時刻棒受到安培力大小為
B．從初始時刻至棒第一次到達最左端的過程中，整個回路產(chǎn)生焦耳熱小于
C．當棒再次回到初始位置時，AB間電阻R的功率小于
D．當棒第一次到達最右端時，甲彈簧具有的彈性勢能為mv20-Q

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如下圖所示，在坐標系xOy中，有邊長為a的正方形金屬線框abcd，其一條對角線ac和y軸重合、頂點a位于坐標原點O處．在y軸的右側(cè)的I、IV象限內(nèi)有一垂直紙面向里的勻強磁場，磁場的上邊界與線框的ab邊剛好完全重合，左邊界與y軸重合，右邊界與y軸平行．t＝0時刻，線圈以恒定的速度v沿垂直于磁場上邊界的方向穿過磁場區(qū)域．取沿a→b→c→d→a的感應電流方向為正方向，則在線圈穿越磁場區(qū)域的過程中，感應電流i、ab間的電勢差Uab隨時間t變化的圖線是下圖中的

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖示，一寬40cm的勻強磁場區(qū)域，磁場方向垂直紙面向里。一邊長為20cm的正方形導線框位于紙面內(nèi)，以垂直于磁場邊界的恒定速度v＝20cm/s通過磁場區(qū)域，在運動過程中，線框有一邊始終與磁場區(qū)域的邊界平行，取它剛進入磁場的時刻為t＝0，在圖8所示的圖線中，正確反映感應電流隨時間變化規(guī)律的是�。ā　　　。�

查看答案和解析>>

同步練習冊答案