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【題目】電源是通過非靜電力做功把其它形式的能轉(zhuǎn)化為電勢能的裝置,在不同的電源中,非靜電力做功的本領(lǐng)也不相同,物理學(xué)中用電動勢來表明電源的這種特性。如圖所示,固定于水平面的U形金屬框架處于豎直向下的勻強(qiáng)磁場中,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,金屬框兩平行導(dǎo)軌間距為L,金屬棒ab在外力的作用下,沿框架以速度v向右做勻速直線運(yùn)動,運(yùn)動過程中金屬棒始終垂直于兩平行導(dǎo)軌并接觸良好。已知電子的電荷量為e,金屬棒ab的長度為L。

1)請根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,推導(dǎo)金屬棒ab切割磁感應(yīng)線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E;

2)在金屬棒產(chǎn)生電動勢的過程中,請說明是什么力充當(dāng)非靜電力,并求出這個非靜電力所做的功W的大;

3)設(shè)單位時間內(nèi)有N個電子從a端運(yùn)動到b端,求電源的電功率P的大小。

【答案】(1)(2)(3)

【解析】

(1)如圖1所示,在一小段時間t內(nèi),金屬棒ab的位移為

這個過程中線框的面積的變化量為

穿過閉合電路的磁通量的變化量為

根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律為

(2)如圖2所示,棒向右運(yùn)動時,電子具有向右的分速度,受到沿棒向下的洛倫茲力為,電子在f的作用下,電子從b移動到a的過程中,非靜電力做功為

(3)由題意可知,電流為

電源的功率為

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】關(guān)于分子動理論,下列說法正確的是(

A.分子直徑的數(shù)量級約為10-15m

B.壓縮氣體時,要用力是由于氣體分子間存在斥力的緣故

C.已知某種氣體的密度為ρ,摩爾質(zhì)量為M,阿伏加德羅常數(shù)為NA,則單位體積的分子數(shù)為

D.水結(jié)為冰時,部分水分子已經(jīng)停止了熱運(yùn)動

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示、幾位同學(xué)在做“搖繩發(fā)電”實驗:把一條長導(dǎo)線的兩端連在一個靈敏電流表的兩個接線柱上,形成閉合回路。兩個同學(xué)迅速搖動AB這段“繩”。假設(shè)圖中情景發(fā)生在赤道,地磁場方向與地面平行。圖中搖“繩”同學(xué)是沿東西站立的,甲同學(xué)站在西邊,手握導(dǎo)線上的A點(diǎn),乙同學(xué)站在東邊,手握導(dǎo)線上的B點(diǎn)。下列說法正確的是(

A.此位置的地磁場方向由北指向南

B.當(dāng)“繩”向下運(yùn)動時,“繩”中電流從A流向B

C.當(dāng)“繩”搖到最高點(diǎn)時,“繩”中電流最大

D.當(dāng)“繩”搖到最低點(diǎn)時,“繩”受到的安培力最大

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】小明用如圖所示的裝置研究“電磁感應(yīng)現(xiàn)象”,螺線管與電流計構(gòu)成閉合電路,條形磁鐵N極朝下。

1)要想使電流計指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),小明進(jìn)行了以下4種操作,其中可行的是____(選填選項前的字母)。

A.螺線管不動,磁鐵勻速插入或拔出螺線管

B.螺線管不動,磁鐵加速插入或拔出螺線管

C.磁鐵與螺線管保持相對靜止,一起勻速向上運(yùn)動

D.磁鐵與螺線管保持相對靜止,一起在水平面內(nèi)做圓周運(yùn)動

2)在(1)的研究中,小明發(fā)現(xiàn)電流計指針偏轉(zhuǎn)方向會有不同,也就是感應(yīng)電流方向不同,根據(jù)(1)中的操作,那么感應(yīng)電流方向與下列哪些因素有關(guān)_________________(選填選項前的字母)。

A.磁鐵的磁性強(qiáng)弱

B.磁鐵運(yùn)動的方向

C.磁鐵運(yùn)動的速度大小

D.螺線管的匝數(shù)

3)小明又將實驗裝置改造,如圖所示,螺線管A經(jīng)過滑動變阻器與開關(guān)、電池相連構(gòu)成直流電路;螺線管B與電流計構(gòu)成閉合電路。螺線管B套在螺線管A的外面。為了探究影響感應(yīng)電流方向的因素,閉合開關(guān)后,以不同的速度移動滑動變阻器的滑片,觀察指針擺動情況;由此實驗可以得出恰當(dāng)?shù)慕Y(jié)論是______(選填選項前的字母)

A.螺線管A的磁性變強(qiáng)或變?nèi)跤绊懼羔様[動方向

B.螺線管A的磁性變強(qiáng)或變?nèi)跤绊懼羔様[動幅度大小

C.螺線管A的磁性強(qiáng)弱變化快慢影響指針擺動方向

D.螺線管A的磁性強(qiáng)弱變化快慢影響指針擺動幅度大小

4)在(3)研究中,閉合開關(guān)后,螺線管A的電流穩(wěn)定時,螺線管B中也存在磁場,但不出現(xiàn)感應(yīng)電流,這說明什么?___________________________。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,把一塊不帶電的鋅板接在驗電器上,用紫外線燈照射鋅板,驗電器的金屬箔片張開,則下列說法中正確的是(  )

A.紫外線的波長比可見光長

B.驗電器的金屬箔片帶正電

C.從鋅板逸出電子的動能都相等

D.若改用紅外燈照射,驗電器的金屬箔片一定張開

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在如圖中所示的電路中,當(dāng)滑動變阻器的滑動觸片向 b端移動時( )

A.伏特表 V和安培表A的讀數(shù)都減小

B.伏特表V和安培表A的讀數(shù)都增大

C.伏特表V的讀數(shù)增大,安培表A的讀數(shù)減小

D.伏特表V的讀數(shù)減小,安培表A的讀數(shù)增大

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】豎直懸掛的彈簧振子由最低點(diǎn)B開始作簡諧運(yùn)動,O為平衡位置,C為最高點(diǎn),規(guī)定豎直向上為正方向,振動圖像如圖所示。則以下說法中正確的是( 。

A.彈簧振子的振動周期為2.0s

B.t=0.5s時,振子的合力為零

C.t=1.5s時,振子的速度最大,且豎直向下

D.t=2.0s時,振子的加速度最大,且豎直向下

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,絕緣軌道CDGH位于豎直平面內(nèi),圓弧段DG的圓心角為θ=37°DG與水平段CD、傾斜段GH分別相切于D點(diǎn)和G點(diǎn),CD段粗糙,DGH段光滑,在H處固定一垂直于軌道的絕緣擋板,整個軌道處于場強(qiáng)為E=1×104N/C、水平向右的勻強(qiáng)電場中。一質(zhì)量m=4×10-3kg、帶電量q=+3×10-6C的小滑塊在C處由靜止釋放,經(jīng)擋板碰撞后滑回到CD段的中點(diǎn)P處時速度恰好為零。已知CD段長度L=0.8m,圓弧DG的半徑r=0.2m;不計滑塊與擋板碰撞時的動能損失,滑塊可視為質(zhì)點(diǎn)。求:

1)滑塊在GH段上的加速度;

2)滑塊與CD段之間的動摩擦因數(shù);

3)滑塊在CD段上運(yùn)動的總路程。某同學(xué)認(rèn)為:由于僅在CD段上有摩擦損耗,所以,滑塊到達(dá)P點(diǎn)速度減為零后將不再運(yùn)動,在CD段上運(yùn)動的總路程為L+=1.2m。你認(rèn)為該同學(xué)解法是否合理?請說明理由,如果錯誤,請給出正確解答。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,豎直平面內(nèi)有一長L0.3m的輕繩,上端系在釘子上,下端懸掛質(zhì)量M0.8kg的小球A,細(xì)線拉直且小球恰好靜止在光滑水平面上.一質(zhì)量m0.2kg的小球B以速度v010m/s水平向左運(yùn)動,與小球A發(fā)生對心碰撞,碰撞過程中無機(jī)械能損失,碰撞后小球A能在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動。(g10m/s2)求:

(1)碰撞后瞬間小球A的速度多大;

(2)小球A從碰撞后運(yùn)動到最高點(diǎn)時輕繩的彈力大小。

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同步練習(xí)冊答案
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