满分5 > 高中物理试题 >

如图(a)所示,在坐标平面xOy内存在磁感应强度为B=2T的匀强磁场,OA与OC...

如图(a)所示,在坐标平面xOy内存在磁感应强度为B=2T的匀强磁场,OA与OCA为置于竖直平面内的光滑金属导轨,其中OCA满足曲线方程manfen5.com 满分网m,C为导轨的最右端,导轨OA与OCA相交处的O点和A点分别接有体积可忽略的定值电阻R1和R2,其中R1=4Ω、R2=12Ω.现有一质量为m=0.1kg的足够长的金属棒MN在竖直向上的外力F作用下,以v=3m/s的速度向上匀速运动,设棒与两导轨接触良好,除电阻R1、R2外其余电阻不计,g取10m/s2,求:
(1)金属棒MN在导轨上运动时感应电动势的最大值;
(2)请在图(b)中画出金属棒MN中的感应电流I随时间t变化的关系图象;
(3)当金属棒MN运动到y=2.5m处时,外力F的大小;
(4)若金属棒MN从y=0处,在不受外力的情况下,以初速度v=6m/s向上运动,当到达y=1.5m处时,电阻R1的瞬时电功率为P1=0.9W,在该过程中,金属棒克服安培力所做的功.

manfen5.com 满分网
(1)金属棒MN沿导轨竖直向上运动,进入磁场中切割磁感线产生感应电动势.当金属棒MN匀速运动到C点时,电路中感应电动势最大,产生的感应电流最大,根据感应电动势公式及欧姆定律即可求解电流; (2)根据闭合电路欧姆定律与电阻并联特征,即可求解; (3)金属棒MN匀速运动中受重力mg、安培力F安、外力F外作用,受力平衡,根据平衡条件列式即可求解; (4)克服安培力做的功转化为焦耳热,然后求出电阻R产生的焦耳热,再由动能定理可以求出安培力做的功. 【解析】 (1)当金属棒MN匀速运动到C点时,电路中感应电动势最大 金属棒MN接入电路的有效长度为导轨OCA形状满足的曲线方程中的x值. 因此接入电路的金属棒的有效长度为 则有.Lm=xm=0.5m 感应电动势,Em=BLmv       解得:Em=3.0V (2)闭合电路欧姆定律, 且, 解得:Im=1.0A, 如图所示, (3)金属棒MN匀速运动中受重力mg、安培力F安、外力F外作用 当y=2.5m时, 受力平衡,N (4)当y=1.5m时, 此时P1=0.9W,所以 W      得此时=3.6(m/s)2 选取从y=0处到达y=1.5m处时,根据动能定理,则有: 解得:W克=1.62J 答:(1)金属棒MN在导轨上运动时感应电动势的最大值为3V; (2)请在图(b)中画出金属棒MN中的感应电流I随时间t变化的关系图象如图所示; (3)当金属棒MN运动到y=2.5m处时,外力F的大小为1.25N; (4)若金属棒MN从y=0处,在不受外力的情况下,以初速度v=6m/s向上运动,当到达y=1.5m处时,电阻R1的瞬时电功率为P1=0.9W,在该过程中,金属棒克服安培力所做的功为1.62J.
复制答案
考点分析:
相关试题推荐
manfen5.com 满分网如图所示为放置在竖直平面内游戏滑轨的模拟装置,滑轨由四部分粗细均匀的金属杆组成,其中水平直轨AB与倾斜直轨CD长均为L=6m,圆弧形轨道AQC和BPD均光滑,AQC的半径为r=1m,AB、CD与两圆弧形轨道相切,O2D、O1C与竖直方向的夹角均为θ=37°.现有一质量为m=1kg的小球穿在滑轨上,以Ek0=24J的初动能从B点开始水平向左运动,小球与两段直轨道间的动摩擦因数均为μ=manfen5.com 满分网,设小球经过轨道连接处均无能量损失.(g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)求:
(1)小球第一次回到B点时的速度大小;
(2)小球第二次到达C点时的动能;
(3)小球在CD段上运动的总路程.
查看答案
辩析题:如图(a)所示,在电场强度为E、方向水平向右的匀强电场中,有两个质量均为m的小球A、B(可视为质点),被固定在一根绝缘轻杆的两端,轻杆可绕与电场方向垂直的固定转动轴O无摩擦转动,小球A、B与轴O间的距离分别为L、2L,其中小球B上带有电量为q的正电荷,小球A不带电.将轻杆转动到水平方向后,无初速释放,若已知manfen5.com 满分网=manfen5.com 满分网,求轻杆转动到何位置时,小球A、B的速度达到最大.
同学是这样解的:由于轻杆水平时无法平衡,在小球A、B的带动下,开始顺时针转动,当A、B的速度达到最大时,小球B所受的电场力与重力的合力恰与杆平行,如图(b)所示,所以tanθ=______
你认为这位同学的解法是否正确,若正确,请完成计算;若不正确,请说明理由,并用你自己的方法算出正确结果.manfen5.com 满分网
查看答案
如图(a)所示,水平放置的汽缸内封闭有体积为0.6m3的理想气体,已知此时汽缸内的气体温度为300K,气体压强与外界大气压强相等为p=1.0×105Pa,封闭气体的光滑活塞面积为10-4m3.缓慢加热汽缸内气体,并在活塞上加以适当的外力,气体经历了如图(b)所示的状态变化,求:
manfen5.com 满分网
(1)当温度上升到450K的状态B时,缸内气体的压强pB
(2)当气体处于状态B时,加在活塞上的外力F的大小和方向;
(3)当温度上升到600K的状态C时,缸内气体的体积VC
查看答案
如图所示,已知电源内阻为r=1Ω,定值电阻R1=2Ω,灯L上标有“3V、1.5W”的字样,当滑动变阻器R3的滑片P移到最右端时,电流表示数为1A,灯L恰能正常发光.
(1)求电源的电动势;
(2)求当P移到最左端时,电流表的示数;
(3)当滑动变阻器移到何位置时,电源的总功率最大?最大值为多少?

manfen5.com 满分网 查看答案
如图(1)所示,A、B为倾斜的气垫导轨C上的两个固定位置,在A、B两点各放置一个光电门(图中未画出),将质量为M的小滑块从A点由静止开始释放(由于气垫导轨阻力很小,摩擦可忽略不计),两个光电门可测得滑块在AB间运动的时间t,再用尺测量出A点离B点的高度h.
(1)在其他条件不变的情况下,通过调节气垫导轨的倾角,从而改变A点离地的高度h,小球从A点运动到B点的时间t将随之改变,经多次实验,以manfen5.com 满分网为纵坐标、h为横坐标,得到如图(2)所示图象.则当下滑时间为t=0.6s时,h为______m;若实验当地的重力加速度为10m/s2,则AB间距s为______m.
(2)若实验中的气垫导轨改为普通木板,摩擦力的影响不可忽略,此种情况下产生的manfen5.com 满分网-h图象应为______(选填“直线”或“曲线”).

manfen5.com 满分网 查看答案
试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

Copyright @ 2008-2019 满分5 学习网 ManFen5.COM. All Rights Reserved.