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14.如圖所示,兩條無(wú)限長(zhǎng)且光滑的平行固定金屬軌道MN、PQ的電阻為零,相距L=0.4m,水平放置在方向豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,ab,cd兩金屬棒垂直地跨放在導(dǎo)軌上,電阻均為R=0.5Ω,ab的質(zhì)最為m1=0.4kg,cd的質(zhì)量為m2=0.1kg,給ab棒一個(gè)向右的瞬時(shí)沖量,使之以初速度v0=10m/s開(kāi)始滑動(dòng),當(dāng)ab、cd兩金屬棒速度相等后保持勻速運(yùn)動(dòng),求:
(1)在ab棒剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí),cd棒的加速度多大?
(2)從ab棒剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到兩金屬棒速度相等這一過(guò)程,電路中一共產(chǎn)生了多少焦耳熱?
(3)從ab棒剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到兩金屬棒速度相等這一過(guò)程,透過(guò)回路中的電量為多少?

分析 (1)根據(jù)切割產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)公式求出電動(dòng)勢(shì)的大小,結(jié)合閉合電路歐姆定律求出電流的大小,根據(jù)安培力公式以及牛頓第二定律求出cd棒的加速度大�。�
(2)根據(jù)動(dòng)量守恒定律求出兩棒速度相等時(shí)的速度,結(jié)合能量守恒定律求出電路中一共產(chǎn)生的焦耳熱.
(3)根據(jù)動(dòng)量定理以及電量的定義式求出通過(guò)回路中的電量.

解答 解:(1)ab棒剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí),產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為:
E=BLv0=0.5×0.4×10V=2V,
回路中的電流為:
I=E2R=21A=2A,
cd棒的加速度為:
a=BILm2=0.5×2×0.40.1m/s2=4m/s2
(2)從ab棒剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到兩金屬棒速度相等的過(guò)程中,這一過(guò)程ab、cd兩金屬棒組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒,規(guī)定v0的方向?yàn)檎较�,根�?jù)動(dòng)量守恒定律得:
m1v0=(m1+m2)vt
根據(jù)能量守恒得,電路中產(chǎn)生的焦耳熱為:
Q=12m1v0212m1+m2vt2
代入數(shù)據(jù)解得:Q=4J.
(3)從cd棒剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到兩金屬棒速度相等中,以cd棒為研究對(duì)象,根據(jù)動(dòng)量定理得:
BIL•△t=m2vt-0,
則通過(guò)回路中的電量為:q=m2vtBL,
代入數(shù)據(jù)解得:q=4C.
答:(1)在ab棒剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí),cd棒的加速度為4m/s2;
(2)電路中一共產(chǎn)生了4J的焦耳熱;
(3)從ab棒剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到兩金屬棒速度相等這一過(guò)程,通過(guò)回路中的電量為4C.

點(diǎn)評(píng) 本題考查能量守恒定律、法拉第電磁感應(yīng)定律、閉合電路歐姆定律、牛頓第二定律、動(dòng)量守恒定律等規(guī)律的應(yīng)用,運(yùn)用動(dòng)量守恒解題時(shí),要注意選擇的系統(tǒng),在哪一個(gè)過(guò)程中動(dòng)量守恒.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

4.如圖所示,一光滑絕緣的半圓面和一根很長(zhǎng)的直導(dǎo)線被固定在同一豎直平面內(nèi),直導(dǎo)線水平處于半圓面的下方,導(dǎo)線中通有方向向右的恒定電流I,將一銅環(huán)從半圓面左側(cè)最高點(diǎn)a從靜止釋放后,銅環(huán)沿著半圓面運(yùn)動(dòng),到達(dá)右側(cè)的b點(diǎn)為最高點(diǎn),a、b高度差為△h,已知通電直導(dǎo)線在周?chē)骋稽c(diǎn)產(chǎn)生磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度與該點(diǎn)到導(dǎo)線的距離成反比,下列說(shuō)法正確的是( �。�
A.銅環(huán)在半圓面左側(cè)下滑過(guò)程,感應(yīng)電流沿順時(shí)針?lè)较?/td>
B.銅環(huán)第一次經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí)感應(yīng)電流達(dá)到最大
C.銅環(huán)往返運(yùn)動(dòng)第二次到達(dá)右側(cè)最高點(diǎn)時(shí)與b點(diǎn)的高度差小于2△h
D.銅環(huán)沿半圓面運(yùn)動(dòng)過(guò)程,銅環(huán)所受安培力的方向總是與銅環(huán)中心的運(yùn)動(dòng)方向相反

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題

5.高速動(dòng)車(chē)組啟動(dòng)時(shí),所有車(chē)輪都能一同運(yùn)轉(zhuǎn),使得各車(chē)廂同時(shí)啟動(dòng),而傳統(tǒng)列車(chē)因?yàn)楦鬈?chē)廂間存在一小段間隙,所以從車(chē)頭啟動(dòng)到車(chē)尾啟動(dòng)有一個(gè)過(guò)程,造成機(jī)車(chē)牽引力所做的功有損耗,為便于比較,假定高度動(dòng)車(chē)組和傳統(tǒng)列車(chē)均由n(n>2)節(jié)車(chē)廂(認(rèn)為車(chē)頭為第1節(jié)車(chē)廂)構(gòu)成,每節(jié)車(chē)廂的質(zhì)量均為m,但傳統(tǒng)列車(chē)各車(chē)廂間的間隙為d(如圖所示,啟動(dòng)后前面的車(chē)廂運(yùn)動(dòng)距離d后帶動(dòng)后一節(jié)車(chē)廂),它們都在相同大小為F的恒定牽引力的作用下啟動(dòng),一切阻力不計(jì),傳統(tǒng)列車(chē)前一車(chē)廂帶動(dòng)后以車(chē)廂運(yùn)動(dòng)時(shí)視為完全非彈性碰撞,求:

(1)傳統(tǒng)列車(chē)第1節(jié)車(chē)廂與第2節(jié)車(chē)廂碰撞后瞬間,第2節(jié)車(chē)廂的速度大小v2
(2)傳統(tǒng)列車(chē)所有車(chē)廂都開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)的總動(dòng)能Ek
(3)高速動(dòng)車(chē)組在力F的作用下由靜止開(kāi)始通過(guò)與傳統(tǒng)列車(chē)啟動(dòng)過(guò)程(從啟動(dòng)到所有車(chē)廂都開(kāi)始運(yùn)動(dòng))相同距離時(shí)的動(dòng)能Ek'以及EkEk

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:填空題

2.為測(cè)量圓盤(pán)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的角速度,設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn).
如圖所示,有一定厚度的圓盤(pán)繞通過(guò)中心垂直于盤(pán)面的水平軸轉(zhuǎn)動(dòng),將電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在桌面上,將紙帶的一端穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔后,固定在待測(cè)圓盤(pán)的側(cè)面上,圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),紙帶可以卷在圓盤(pán)側(cè)面上.先后打出幾條紙帶,選擇點(diǎn)跡清楚且均勻的一段紙帶進(jìn)行測(cè)量.已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期為T(mén).該實(shí)驗(yàn)需要的測(cè)量工具是刻度尺,需要測(cè)量的物理量及表示符號(hào)是盤(pán)的半徑R,n個(gè)點(diǎn)之間的間距x,用已知量和測(cè)得量表示角速度的表達(dá)式為ω=xn1TR

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

9.下列說(shuō)法正確的是(  )
A.核反應(yīng)方程21H+32H→42He+X中的X是中子
B.光電效應(yīng)中,光電子的最大初動(dòng)能與照射光的頻率成正比
C.放射性元素氡的半衰期是3.8天,有4個(gè)氡核經(jīng)7.6天后只剩1個(gè)
D.一群處于量子數(shù)n=4的氫原子,在向低能級(jí)躍遷的過(guò)程中可以產(chǎn)生6種不同頻率的光

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

19.如圖所示,一托盤(pán)托著一個(gè)物體m一起在豎直平面內(nèi)逆時(shí)針?lè)较蜃鰟蛩賵A周運(yùn)動(dòng),A、C分別是軌跡圓的最低點(diǎn)和最高點(diǎn),B與軌跡圓心等高,下面說(shuō)法正確的是( �。�
A.物體m在B處受到的摩擦力最大
B.物體m在C處受到的支持力最小
C.從A向B運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,物體m受到的摩擦力和支持力均增大
D.從B向C運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,物體m受到的摩擦力和支持力均減小

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

6.某同學(xué)在做研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)時(shí),獲取了一條紙帶的一部分,0、1、2、3、4、5、6、7是計(jì)數(shù)點(diǎn),每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)(圖中未標(biāo)出),計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖所示.由于粗心,該同學(xué)忘了測(cè)量3、4兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離.求:
(1)其中6號(hào)計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度的大小v6=0.413 m/s.(保留三位有效數(shù)字)
(2)利用逐差法處理數(shù)據(jù),計(jì)算出滑塊的加速度a=0.496 m/s2.(保留三位有效數(shù)字).
(3)計(jì)數(shù)點(diǎn)3、4之間的距離是x4=2.88(2.87~2.89)×10-2m.(保留三位有效數(shù)字)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

3.某同學(xué)想要描繪標(biāo)有“3.8V  0.3A”字樣小燈泡L的伏安特性曲線,要求測(cè)量數(shù)據(jù)盡量精確、繪制曲線完整.可供該同學(xué)選用的器材除開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線外,還有:
電壓表V1(0~3V,內(nèi)阻等于3kΩ)
電壓表V2(0~15V,內(nèi)阻等于15kΩ)
電流表A1(0~200mA,內(nèi)阻等于10Ω)
電流表A2(0~3A,內(nèi)阻等于0.1Ω)
滑動(dòng)變阻器R1(0~10Ω,額定電流2A)
滑動(dòng)變阻器R2(0~1kΩ,額定電流0.5A)
定值電阻R3(阻值等于10Ω)
定值電阻R4(阻值等于1kΩ)
電源E(E=6V,內(nèi)阻不計(jì))
(1)在上述器材中,滑動(dòng)變阻器應(yīng)選R1(選填“R1”或“R2”),電壓表應(yīng)選V1(選填“V1”或“V2”),電流表應(yīng)選A1(選填“A1”或“A2”).
(2)請(qǐng)?jiān)谔摼€框中畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖,并將各元件字母代碼標(biāo)在該元件的符號(hào)旁;

(3)一同學(xué)利用實(shí)驗(yàn)中得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在I-U坐標(biāo)系中,描繪出了如圖甲所示的小燈泡的
伏安特性曲線,根據(jù)此圖給出的信息,可以判斷出圖乙中正確的是(圖中P為小燈泡功率)C.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

9.如圖所示,小車(chē)向右運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,某段時(shí)間內(nèi)車(chē)中懸掛的小球A和車(chē)水平底板上的物塊B都相對(duì)車(chē)廂靜止,懸掛小球A的懸線與豎直線有一定夾角,下述判斷中正確的是( �。�
A.小車(chē)向右加速運(yùn)動(dòng)B.小車(chē)向右減速運(yùn)動(dòng)
C.物體B受到2個(gè)力的作用D.物體B受到3個(gè)力的作用

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同步練習(xí)冊(cè)答案