满分5 > 高中物理试题 >

如图甲所示,在一对平行光滑的金属导轨的上端连接一阻值为R=4Ω的定值电阻,两导轨...

manfen5.com 满分网如图甲所示,在一对平行光滑的金属导轨的上端连接一阻值为R=4Ω的定值电阻,两导轨在同一平面内,质量为m=0.1kg,长为L=0.1m的导体棒ab垂直于导轨,使其从靠近电阻处由静止开始下滑,已知导体棒电阻为r=1Ω,整个装置处于垂直于导轨平面向上的匀强磁场中,导体棒下滑过程中加速度a与速度v的关系如图乙所示.求:
(1)导轨平面与水平面间夹角θ
(2)磁场的磁感应强度B;
(3)若靠近电阻处到底端距离为20m,ab棒在下滑至底端前速度已达10m/s,求ab棒下滑到底端的整个过程中,电阻R上产生的焦耳热.
(1)(2)根据法拉第电磁感应定律、欧姆定律和安培力公式推导出安培力与速度的关系,由牛顿第二定律得到加速度与速度的关系式,根据数学知识研究图象的意义,求解θ和B; (3)ab棒下滑到底端的整个过程中,棒的重力势能减小转化为棒的动能和电路的内能,根据能量守恒定律求解电阻R上产生的热量. 【解析】 (1)、(2)由E=BLv、I=、F=BIL得,安培力F= 根据牛顿第二定律得: mgsinθ-F=ma 代入得:mgsinθ-=ma 整理得:a=-+gsinθ 由数学知识得知,a-v图象的斜率大小等于,纵截距等于gsinθ 由图象则:gsinθ=5,解得,θ=30° 图象的斜率大小等于0.5,则:=0.5, 代入解得  B=5T (3)ab棒下滑到底端的整个过程中,根据能量守恒定律得: mgSsinθ= 得电路中产生的总热量:Q=5J 根据焦耳定律得:电阻R上产生的焦耳热为:Q==4J 答: (1)导轨平面与水平面间夹角θ为30°. (2)磁场的磁感应强度B为5T. (3)电阻R上产生的焦耳热是4J.
复制答案
考点分析:
相关试题推荐
用电流表和电压表测一个电阻值约为25kΩ、额定功率为manfen5.com 满分网W的电阻Rx的阻值,备用器材有:
①量程0~100μA,内阻约为500Ω的电流表A1
②量程0~500μA,内阻约为300Ω的电流表A2
③量程0~1V,内阻约为10kΩ的电压表V1
④量程0~15V,内阻约为100kΩ的电压表V2
⑤量程0~50V,内阻约为500kΩ的电压表V3
⑥直流稳压电源两端的输出电压为16V
⑦滑动变阻器,阻值范围 0~500Ω,允许最大电流 lA
⑧待测电阻Rx,开关和导线若干
(1)为了测量准确,电压表应选    ,电流表应选    .(填写仪器前的序号)
(2)在方框内画出实验电路图.
(3)若测量值为R,真实值为R,那么在操作、读数、计算均正确无误的情况下,R    R(选填“大于”、“等于”或“小于”).
manfen5.com 满分网 查看答案
如甲图所示,是用落体法验证机械能守恒定律的实验装置.(g取9.80m/s2
①选出一条纸带如乙图所示,其中O点为打点计时器打下的第一个点,A、B、C为三个计数点,打点计时器通以50Hz的交流电.用分度值为1mm的刻度尺测得的各间距值已标在乙图中,在计数点A和B、B和C之间还各有一个点,重锤的质量为1.00kg.甲同学根据乙图中的测量数据算出:当打点计时器打B点时重锤的重力势能比开始下落时减少了______J;打点计时器打B点时重锤的速度vB=______m/s,此时重锤的动能是______J.(结果均保留三位有效数字)
manfen5.com 满分网
②乙同学利用他自己做实验时打出的纸带,测量出了各计数点到打点计时器打下的第一个点的距离h,算出了各计数点对应的速度v,以manfen5.com 满分网v2为纵轴,以h为横轴,画出了如丙图所示的图线.
(a)图线的斜率的值近似等于______
A.19.6        B.9.80    C.4.90     D.2.45
(b)图线未过原点O的原因是:______
查看答案
如图所示,某一真空室内充满竖直向下的匀强电场E,在竖直平面内建立坐标xOy,在y<0的空间里有与场强E垂直的匀强磁场B,在y>0的空间内,将一质量为m的带电液滴(可视为质点)自由释放,此液滴则沿y轴的负方向,以加速度a=2g(g为重力加速度)做匀加速直线运动,当液滴运动到坐标原点时,瞬间被安置在原点的一个装置改变了带电性质(液滴所带电荷量和质量均不变),随后液滴进入y<0的空间运动.液滴在y<0的空间内的运动过程中( )
manfen5.com 满分网
A.重力势能一定不断减小
B.电势能一定先减小后增大
C.动能不断增大
D.动能保持不变
查看答案
如图所示,在一固定水平放置的闭合导体圆环上方,有一条形磁铁,从离地面高h处,由静止开始下落,最后落在水平地面上.磁铁下落过程中始终保持竖直方向,并从圆环中心穿过圆环,而不与圆环接触.若不计空气阻力,重力加速度为g,下列说法中正确的是( )
manfen5.com 满分网
A.在磁铁下落的整个过程中,圆环中的感应电流方向先逆时针后顺时针(从上向下看圆环)
B.磁铁在整个下落过程中,所受线圈对它的作用力先竖直向上后竖直向下
C.磁铁在整个下落过程中,它的机械能不变
D.磁铁落地时的速率一定等于manfen5.com 满分网
查看答案
如图所示,在水平向右的匀强电场中,在O点固定一电荷量为Q的正电荷,a、b、c、d为以O为圆心的同一圆周上的四点,bd连线与电场线平行,ac连线与电场线垂直.则( )
manfen5.com 满分网
A.a、c两点的场强相同
B.b点的场强大于a点的场强
C.da间的电势差大于ab间的电势差
D.检验电荷在a点的电势能大于在c点的电势能
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.