如圖所示.光滑平行金屬導(dǎo)軌PQ.MN位于豎直平面內(nèi).軌道間接一阻值為R的電阻.導(dǎo)軌電阻不計. 空間有水平垂直于框架平面的勻強(qiáng)磁場.磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.另有一質(zhì)量為m.電阻為r 的金屬導(dǎo)體棒ab.與PQ.MN緊密接觸.導(dǎo)體棒長L.現(xiàn)對ab 棒施以豎直向上的拉力作用.且保持拉力的功率P不變.使ab棒由靜止開始向上運動.經(jīng)過時間t.ab棒的速度達(dá)到最大值.此過程產(chǎn)生的焦耳熱為Q.求:(1)ab棒的最大速度值 .(2)在時間t內(nèi)通過R的電量q. 【查看更多】

 

題目列表(包括答案和解析)

（18）如圖所示，光滑的定滑輪上繞有輕質(zhì)柔軟細(xì)線，線的一端系一質(zhì)量為3m的重物，另一端系一質(zhì)量為m、電阻為r的金屬桿。在豎直平面內(nèi)有間距為L的足夠長的平行金屬導(dǎo)軌PQ、EF，在QF之間連接有阻值為R的電阻，其余電阻不計，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0的勻強(qiáng)磁場與導(dǎo)軌平面垂直，開始時金屬桿置于導(dǎo)軌下端QF處，將重物由靜止釋放，當(dāng)重物下降h時恰好達(dá)到穩(wěn)定速度而勻速下降。運動過程中金屬桿始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，（忽略所有摩擦，重力加速度為g），求：

（1）電阻R中的感應(yīng)電流方向；
（2）重物勻速下降的速度v；
（3）重物從釋放到下降h的過程中，電阻R中產(chǎn)生的焦耳熱QR；
（4）若將重物下降h時的時刻記作t=0，速度記為v0，從此時刻
起，磁感應(yīng)強(qiáng)度逐漸減小，若此后金屬桿中恰好不產(chǎn)生感應(yīng)電流，則磁感應(yīng)強(qiáng)度B怎樣隨時間t變化（寫出B與t的關(guān)系式）

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（18）如圖所示，光滑的定滑輪上繞有輕質(zhì)柔軟細(xì)線，線的一端系一質(zhì)量為3m的重物，另一端系一質(zhì)量為m、電阻為r的金屬桿。在豎直平面內(nèi)有間距為L的足夠長的平行金屬導(dǎo)軌PQ、EF，在QF之間連接有阻值為R的電阻，其余電阻不計，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0的勻強(qiáng)磁場與導(dǎo)軌平面垂直，開始時金屬桿置于導(dǎo)軌下端QF處，將重物由靜止釋放，當(dāng)重物下降h時恰好達(dá)到穩(wěn)定速度而勻速下降。運動過程中金屬桿始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，（忽略所有摩擦，重力加速度為g），求：

（1）電阻R中的感應(yīng)電流方向；
（2）重物勻速下降的速度v；
（3）重物從釋放到下降h的過程中，電阻R中產(chǎn)生的焦耳熱QR；
（4）若將重物下降h時的時刻記作t=0，速度記為v0，從此時刻
起，磁感應(yīng)強(qiáng)度逐漸減小，若此后金屬桿中恰好不產(chǎn)生感應(yīng)電流，則磁感應(yīng)強(qiáng)度B怎樣隨時間t變化（寫出B與t的關(guān)系式）

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如圖所示，ef、gh為水平放置的足夠長的平行光滑導(dǎo)軌，導(dǎo)軌間距為L=1 m，導(dǎo)軌左端連接一個R=2 Ω的電阻，將一根質(zhì)量為0.2 kg的金屬棒cd垂直地放置導(dǎo)軌上，且與導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)軌與金屬棒的電阻均不計，整個裝置放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=2 T的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直于導(dǎo)軌平面向下.現(xiàn)對金屬棒施加一水平向右的拉力F，使棒從靜止開始向右運動.試解答以下問題：

（1）若施加的水平外力恒為F=8 N，則金屬棒達(dá)到的穩(wěn)定速度v1是多少？

（2）若施加的水平外力的功率恒為P=18 W，則金屬棒達(dá)到的穩(wěn)定速度v2是多少？

（3）若施加的水平外力的功率恒為P=18 W，且從金屬棒開始運動到速度v3=2 m/s的過程中電阻R產(chǎn)生的熱量為8.6 J，則該過程所需的時間是多少？

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如圖所示，ef、gh為水平放置的足夠長的平行光滑導(dǎo)軌，導(dǎo)軌間距為L=1 m，導(dǎo)軌左端連接一個R=2 Ω的電阻，將一根質(zhì)量為0．5 kg的金屬棒cd垂直地放置導(dǎo)軌上，且與導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)軌與金屬棒的電阻均不計，整個裝置放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=2 T的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直于導(dǎo)軌平面向下�，F(xiàn)對金屬棒施加一水平向右的拉力F，使棒從靜止開始向右運動。試解答以下問題。

(1)若施加的水平外力恒為F=8 N，則金屬棒達(dá)到的穩(wěn)定速度v1是多少?

(2)若施加的水平外力的功率恒為P=18W，則金屬棒達(dá)到的穩(wěn)定速度v2是多少?

(3)若施加的水平外力的功率恒為P=18 W，金屬棒從靜止開始運動，經(jīng)0．5 s速度達(dá)到v3=2 m／s，則在此過程中電阻R上產(chǎn)生的熱量為多少?

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(18分)如圖所示，豎直平面內(nèi)有無限長、不計電阻的兩組平行光滑金屬導(dǎo)軌，寬度均為L=0.5m，上方連接一個阻值R=1Ω的定值電阻，虛線下方的區(qū)域內(nèi)存在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2T的勻強(qiáng)磁場．完全相同的兩根金屬桿1和2靠在導(dǎo)軌上，金屬桿與導(dǎo)軌等寬且與導(dǎo)軌接觸良好，電阻均為r=0.5Ω．將金屬桿1固定在磁場的上邊緣（仍在此磁場內(nèi)），金屬桿2從磁場邊界上方h0=0.8m處由靜止釋放，進(jìn)入磁場后恰作勻速運動．(g取10m/s2)求：

（1）金屬桿的質(zhì)量m為多大？

（2）若金屬桿2從磁場邊界上方h1=0.2m處由靜止釋放，進(jìn)入磁場經(jīng)過一段時間后開始勻速運動．在此過程中整個回路產(chǎn)生了1.4J的電熱，則此過程中流過電阻R的電量q為多少？

（3）金屬桿2仍然從離開磁場邊界h1=0.2m處由靜止釋放，在金屬桿2進(jìn)入磁場的同時由靜止釋放金屬桿1，兩金屬桿運動了一段時間后均達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，試求兩根金屬桿各自的最大速度．（已知兩個電動勢分別為E1、E2不同的電源串聯(lián)時，電路中總的電動勢E=E1+E2．）

 

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題號

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

答案

D

BD

C

B

AB

AC

A

C

BC

CB

 

11．（1） （2）BC     D      ABCD

12．⑴R1（2分） ⑵電路圖如右圖所示（4分）（有任何錯誤不得分）

⑶1.47（2分）（1.46~1.48均給2分）0.83(2分) (0.81~0.85均給2分)

13．解:(1)設(shè)木塊相對小車靜止時小車的速度為V，

根據(jù)動量守恒定律有：mv＝(m+M)V                                   

                      

（2）對小車,根據(jù)動能定理有:

                                                                                                                

14．解:(1)K接a時，R1被短路，外電阻為R2，根據(jù)電功率公式可得

通過電源電流 A

電源兩端電壓V                                                                     

 (2)K接a時，有E=U1+I1r=4+r                                                        ①

K接b時，R1和R2串聯(lián), R′外=R1+R2=6 Ω

通過電源電流I2＝A

這時有：E=U2+I2r=4.5+0.75 r                                                     ②

解①②式得：E=6 V   r＝2 Ω                                                                      

(3)當(dāng)K接c時，R總=R1+r+R23=6 Ω

總電流I3＝E/R總=1 A

通過R2電流I＇＝I3=0.5 A

15．解：(1)0～25 s內(nèi)一直處于上升階段，上升的最大高度在數(shù)值上等于△OAB的面積， 即H=×25×64 m=800 m                                                                             

(2)9 s末發(fā)動機(jī)關(guān)閉，此后探測器只受重力作用，故在這一階段的加速度即為該行星表面的重力加速度，由圖象得

g==m/s2=4 m/s2                                                                                   

(3)由圖象知加速上升階段探測器的加速度:

a=m/s2

根據(jù)牛頓運動定律，得

F-mg=ma

所以推力F=m(g+a)=1.67×104 N                                                                    

                                                                            

16．解：（1）帶負(fù)電粒子射入磁場后，由于受到洛倫茲力的作用，粒子將沿圖示的軌跡運動，從A點射出磁場，設(shè)O、A間的距離為L，射出時速度的大小仍為v，射出方向與x軸的夾角仍為θ，由洛倫茲力公式和牛頓定律可得：

qv0B=m                                                                                                                                     

式中R為圓軌道半徑，解得：

R=                                              ①                              

圓軌道的圓心位于OA的中垂線上，由幾何關(guān)系可得：

=Rsinθ                                                                  ②

聯(lián)解①②兩式，得：L=                                      

所以粒子離開磁場的位置坐標(biāo)為(-，0)                                  

（2）因為T==                                               

所以粒子在磁場中運動的時間，t＝                

17．解：由題圖得，皮帶長s==3 m

(1)工件速度達(dá)v0前，做勻加速運動的位移s1=t1=

達(dá)v0后做勻速運動的位移s-s1=v0（t-t1）

解出加速運動時間 t1=0.8 s

加速運動位移 s1=0.8 m

所以加速度a==2.5 m/s2                                                                      

工件受的支持力N=mgcosθ

從牛頓第二定律，有μN-mgsinθ=ma

解出動摩擦因數(shù)μ＝                                                                        

(2)在時間t1內(nèi)，皮帶運動位移s皮=v0t=1.6 m

在時間t1內(nèi)，工件相對皮帶位移   s相=s皮-s1=0.8 m

在時間t1內(nèi)，摩擦發(fā)熱  Q=μN?s相=60 J

工件獲得的動能   Ek=mv02=20 J

工件增加的勢能Ep＝mgh＝150 J

電動機(jī)多消耗的電能W =Q+Ek十Ep=230 J                                               

 

18、①由可求得vm，

②由，解得h，

 


同步練習(xí)冊答案