题目内容
17.![](http://thumb.1010pic.com/pic3/quiz/images/201702/84/c07ebbc0.png)
(1)调节Rx=R,释放导体棒,当棒沿导轨匀速下滑时,求通过棒的电流I及棒的速率v.
(2)改变Rx=$\frac{R}{2}$,待棒沿导轨再次匀速下滑后,求此时R消耗的电功率P.
分析 (1)根据棒子做匀速下滑,结合共点力平衡和安培力公式求出电流的大小,根据闭合电路欧姆定律求出电动势,从而结合切割产生的感应电动势公式求出棒的速度.
(2)导轨再次匀速下滑时,知通过棒子的电流不变,根据串并联的特点求出总电阻,从而得出电阻两端的电压,结合功率公式求出R上消耗的电功率.
解答 解:(1)导体棒匀速下滑时:mgsinθ=BIL
解得:I=$\frac{mgsinθ}{BL}$,
设导体棒产生的感应电动势为:E0=BLv
由闭合电路的欧姆定律有:I=$\frac{{E}_{0}}{\frac{R}{2}}=\frac{2{E}_{0}}{R}$,
解得:v=$\frac{mgRsinθ}{2{B}^{2}{L}^{2}}$.
(2)改变Rx=$\frac{R}{2}$,则有:${R}_{总}=\frac{1}{3}R$,
因为电流I=$\frac{mgsinθ}{BL}$不变,所以电阻两端的电压为:U=$I•\frac{R}{3}=\frac{mgRsinθ}{3BL}$,
所以电阻R的电功率为:P=$\frac{{U}^{2}}{R}$=$\frac{{m}^{2}{g}^{2}Rsi{n}^{2}θ}{9{B}^{2}{L}^{2}}$.
答:(1)通过棒的电流为$\frac{mgsinθ}{BL}$,棒的速率为$\frac{mgRsinθ}{2{B}^{2}{L}^{2}}$.
(2)R消耗的电功率P为$\frac{{m}^{2}{g}^{2}Rsi{n}^{2}θ}{9{B}^{2}{L}^{2}}$.
点评 本题是电磁感应与电路、力学相结合的综合题,应用E=BLv、欧姆定律、安培力公式、牛顿第二定律、电功率公式即可正确解题.
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练习册系列答案
相关题目
13.许多科学家在物理学发展中作出了重要贡献,下列叙述中符合物理学史实的是( )
A. | 哥白尼提出了日心说并发现了行星沿椭圆轨道运行的规律 | |
B. | 开普勒在前人研究的基础上,提出万有引力定律 | |
C. | 牛顿提出了万有引力定律,并通过实验测出了万有引力常量 | |
D. | 伽利略通过理想实验推翻了亚里士多德“力是维持运动的原因”的观点 |
14.下列说法不正确的是( )
A. | 汤姆生通过对阴极射线研究发现了电子 | |
B. | 卢瑟福通过a粒子散射实验的研究发现了原子的核式结构 | |
C. | 康普顿效应和光电效应说明光具有粒子性 | |
D. | 玻尔原子理论说明原子中的核外电子运动轨道是固定的 |
5.
如图所示,两条平行金属导轨ab、cd置于磁场方向垂直于纸面向里的匀强磁场B中,一金属杆MN与导轨夹角θ=60°.现将长为L的金属杆沿导轨水平向右,以v0匀速滑动,两导轨间连接定值电阻R,金属杆电阻为r,金属杆与导轨接触良好.则下列说法中正确的是( )
![](http://thumb.1010pic.com/pic3/quiz/images/201602/29/c626784c.png)
A. | 金属杆切割磁感线产生的感应电动势为E=BLv0 | |
B. | 金属杆两端电压为U=$\frac{BL{v}_{0}sinθ}{r+R}R$ | |
C. | 流过金属杆的感应电流I=$\frac{BL{v}_{0}}{r+R}$ | |
D. | 流过金属杆的感应电流I=$\frac{BL{v}_{0}sinθ}{r+R}$ |
6.
如图所示的电路,灯泡D1与电容器C串联,灯泡D2与电感器L串联,再将它们并联接入电路中.当接线柱a、b处接某一频率的交流电源时,两灯泡都发光,且亮度相同.如果保持交变电流的有效值不变,而减小交变电流的频率,则两灯泡的发光情况为( )
![](http://thumb.1010pic.com/pic3/quiz/images/201704/230/d251aad9.png)
A. | D1将不变,D2将变亮 | B. | D1将变暗,D2将变亮 | ||
C. | D1将变暗,D2将不变 | D. | D1将变亮,D2将变暗 |
7.
如图所示,不可伸长的柔软细线跨过光滑定滑轮,细线两端分别系一个小球a和b.a球的质量为m,静止于地面,b球的质量为M,用手托住,离地面的高度为h,此时细线刚好拉近.从静止释放b球至b球落地,在此过程中下列说法中正确的是( )
![](http://thumb.1010pic.com/pic3/quiz/images/201705/233/e6f78589.png)
A. | 小球a的机械能守恒 | |
B. | 小球a、b与地球组成的系统机械能守恒 | |
C. | 经过时间t=$\sqrt{\frac{(M+m)h}{(M-m)g}}$,两球到达同一高度 | |
D. | 若M=3m,从释放至落地,b的机械能减少了$\frac{3}{2}$mgh |