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如圖所示,兩根足夠長的光滑平行直導軌(不計阻值)構成的平面與水平面成37°角,導軌平面處在垂直平面向上的勻強磁場中,導軌間距為L=1m,導軌上端接有如圖電路,已知R1=4Ω、R2=10Ω.將一直導體棒垂直放置于導軌上,現(xiàn)將單刀雙擲開關置于a處,將導體棒由靜止釋放,導體棒達穩(wěn)定狀態(tài)時電流表讀數(shù)為I1=2.00A.將單刀雙擲開關置于b處,仍將導體棒由靜止釋放,當導體棒下滑S=2.06m時導體棒速度又一次達第一次穩(wěn)定時的速度,此時電流表讀數(shù)為I2=1.00A,此過程中電路產生熱量為Q=4.36J(g取10m/s2).

(1)求導體棒達到第一次穩(wěn)定速度時回路中感應電動勢及導體棒接入導軌部分的電阻大小

(2)求將開關置于a處穩(wěn)定時的速度大。


【考點】: 導體切割磁感線時的感應電動勢;電磁感應中的能量轉化.

【分析】: (1)由題意利用閉合電路歐姆定律列式,聯(lián)立可求得電動勢和內阻;

(2)由電動勢表達式及求得的電動勢可用速度表示磁感應強度;由共點力的平衡條件求得質量與速度的關系,再由功能關系可求得速度.

【解析】: 解:(1)開關分別置于a、b時電動勢相同,令Ea=Eb=E

Ea=I1(R1+r)

Eb=I2(R2+r)

聯(lián)立解得E=12V,r=2Ω

(2)由E=BLv1可得:

B=

開關置于a時勻速時

mgsin37°v1=I12(R1+r)

解得:m=

開關置于b處至速度又一次達v1過程

mgsin37°S=mv12+Q

解得:×6×2.06=×v12+4.36

解得:v1=4m/s;

答:(1)導體棒達到第一次穩(wěn)定速度時回路中感應電動勢為12V;導體棒接入導軌部分的電阻大小為2Ω

(2)將開關置于a處穩(wěn)定時的速度大小為4m/s.

【點評】: 本題考查導體切割磁感線的能量及受力分析問題,要注意正確利用共點力的平衡條件和功能關系進行分析;本題中要注意中間量的換算.

練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:


現(xiàn)有一特殊電池,它的電動勢E約為9V,內阻r約為40Ω,已知該電池允許輸出的最大電流為50mA.為了測定這個電池的電動勢和內阻,某同學利用如圖甲所示的電路進行實驗,圖中電流表的內阻RA已經測出,阻值為5Ω,R為電阻箱,阻值范圍0~999.9Ω,R0為定值電阻,對電路起保護作用.

(1)實驗室備有的定值電阻R0有以下幾種規(guī)格:

A.10Ω    B.50Ω  C.150Ω  D.500Ω

本實驗選用哪一種規(guī)格的定值電阻最好?答:  

(2)該同學接入符合要求的R0后,閉合開關K,調整電阻箱的阻值,讀取電流表的示數(shù),記錄多組數(shù)據,作出了圖乙所示的圖線,則根據該同學作出的圖線可求得該電池的電動勢E=  V,內阻r=  Ω

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以下說法中正確的是       (填正確答案標號,選對1個得3分,選對2個得4分,選對3個得6分。每選錯1個扣3分,最低得分為0分)

A.圖甲是粒子散射實驗示意圖,當顯微鏡在A、B、C、D中的A位置時熒光屏上接收到的粒子數(shù)最多

B.圖乙是氫原子的能級示意圖,氫原子從n=3能級躍遷到n=1能級時產生的光子的頻率屬于可見光范疇

C.圖丙是光電效應實驗示意圖,當光照射鋅板時驗電器的指針將發(fā)生偏轉,此時驗電器的金屬桿帶的是正電荷

D.圖丁是電子束穿過鋁箔后的衍射圖樣,該實驗現(xiàn)象說明實物粒子也具有波動性


E.圖戊是風力發(fā)電的國際通用標志

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下列說法正確的是(   )(填正確答案標號.選對1個得3分,選對2個得4分,選對3個得6分.每選錯1個扣3分,最低得分為0分)

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如圖甲,已知開關閉合時靈敏電流計G指針向右偏,則當乙圖中同一靈敏電流計G指針有向左偏時,以下可能的原因是( 。

  A. 乙圖中滑片P正向右加速運動

  B. 乙圖中滑片P正向左加速運動

  C. 乙圖中滑片P正向右減速運動

  D. 乙圖中滑片P正向左減速運動

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科目:高中物理 來源: 題型:


如圖,水平路面出現(xiàn)了一個地坑,其豎直截面為半圓。AB為沿水平方向的直徑。一輛行駛的汽車發(fā)現(xiàn)情況后緊急剎車安全停下,但兩顆石子分別以V1、V2速度從A點沿AB方向水平彈飛出,分別落于C、D兩點,C,D兩點距水平路面分別為圓半徑的0.6倍和1倍。則V1:V2的值為(   )

A.   B.   C.    D.

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科目:高中物理 來源: 題型:


如圖(甲)所示的電路,不計電表內阻的影響,改變滑動變阻器的滑片位置,測得電壓表V1和V2隨電流表A的示數(shù)變化的兩條實驗圖像,如圖(乙)所示。關于這兩條實驗圖像:(   )

A.圖線b的延長線一定過坐標的原點O

B.圖線a的延長線與縱軸交點的縱坐標值等于電的電動勢

C.圖線a、b交點的橫坐標和縱坐標值的乘積小于電的輸出功率

D.圖線a、b交點的橫坐標和縱坐標值的乘積等于電阻Ro消耗的電功率

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科目:高中物理 來源: 題型:


某空間區(qū)域有豎直方向的電場(圖中只畫出了一條電場線),一個質量為m、電荷量為q的帶正電的小球,在電場中從A點由靜止開始沿電場線豎直向下運動,不計一切阻力,運動過程中物體的機械能E與物體位移x關系的圖象如圖所示,由此可以判斷( 。

 

A.

物體所處的電場為非勻強電場,且場強不斷減小,場強方向向下

 

B.

物體所處的電場為勻強電場,場強方向向下

 

C.

物體可能先做加速運動,后做勻速運動

 

D.

物體一定做加速運動,且加速度不斷增大

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科目:高中物理 來源: 題型:


關于生活中的實際情形,下列說法正確的是(  )

  A. 電容器外殼上標的電壓是額定電壓,這個數(shù)值比擊穿電壓低

  B. 汽車在通過水庫泄洪閘下游的凹形橋的最低點時,駕駛員處于失重狀態(tài)

  C. 為了便于行車,高大的橋通常要造很長的引橋,以減小汽車重力垂直橋面的分力

  D. 電動機等大功率設備內部含有多匝線圈,在開關斷開時,因線圈自感產生電火花

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