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
在如图所示的电路中,两平行正对金属板A、B水平放置,两板间的距离d=4.0cm.电源电动势E=400V,内电阻r=20Ω,电阻R1=1980Ω.闭合开关S,待电路稳定后,将一带正电的小球(可视为质点)从B板上的小孔以初速度v=1.0m/s竖直向上射入两板间,小球恰好能到达A板.若小球所带电荷量q=1.0×10-7C,质量m=2.0×10-4kg,不考虑空气阻力,忽略射入小球对电路的影响,取g=10m/s2.求:
(1)A、B两金属板间的电压的大小U;
(2)滑动变阻器消耗的电功率P
(3)电源的效率η.

manfen5.com 满分网 查看答案
I.某同学在测一节干电池的电动势和内电阻的实验中,测得若干组电池两端电压值和对应的通过干电池的电流值,并利用这些数据画出了如图9所示的U-I图象.则由此U-I图象可知,该干电池的电动势的测量值为______V,内电阻的测量值为______Ω.(本题结果保留到小数点后2位)
II.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)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
一个边长为L的正方形导线框在倾角为θ的光滑固定斜面上由静止开始沿斜面下滑,随后进入虚线下方方向垂直于斜面的匀强磁场中.如图所示,磁场的上边界线水平,线框的下边ab边始终水平,斜面以及下方的磁场往下方延伸到足够远.下列推理、判断正确的是( )
manfen5.com 满分网
A.线框进入磁场过程b点的电势比a点高
B.线框进入磁场过程一定是减速运动
C.线框中产生的焦耳热一定等于线框减少的机械能
D.线框从不同高度下滑时,进入磁场过程中通过线框导线横截面的电量一样
查看答案
真空中有一长是宽2倍的矩形区域PMNQ,该区域中有正交的匀强电场和匀强磁场,一带电粒子(不计重力)从左侧PQ边中点O垂直于电场和磁场的方向射入,恰能沿直线从MN边的中点O′射出,电场和磁场的方向如图所示.现只撤去磁场,粒子恰从N点射出;若只撤去电场,则此粒子将( )
manfen5.com 满分网
A.从P、M之间的某点射出
B.从P点射出
C.从M、O′之间的某点射出
D.从M点射出
查看答案
manfen5.com 满分网如图所示,足够大的绝缘水平面上有一质量为m、电荷量为-q的小物块(视为质点),从A点以初速度v水平向右运动,物块与水平面问的动摩擦因数为μ.在距离A点L处有一宽度为L的匀强电场区,电场强度方向水平向右,已知重力加速度为g,场强大小为E=manfen5.com 满分网.则下列说法不正确的是( )
A.适当选取初速度v,小物块有可能静止在电场区内
B.无论怎样选择初速度v,小物块都不可能静止在电场区内
C.若小物块能穿过电场区域,小物块在穿过电场区的过程中,电场力做功为-2μmgL
D.要使小物块进入电场区,初速度v的大小应大于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.