如圖9-3-27所示，兩足夠長(zhǎng)且間距L＝1 m的光滑平行導(dǎo)軌固定于豎直平面內(nèi)，導(dǎo)軌的下端連接著一個(gè)阻值R＝1 Ω的電阻.質(zhì)量為m＝0.6 kg的光滑金屬棒MN靠在導(dǎo)軌上，可沿導(dǎo)軌滑動(dòng)且與導(dǎo)軌接觸良好，整個(gè)導(dǎo)軌處在空間足夠大的垂直于平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝1 T.現(xiàn)用內(nèi)阻R＝1 Ω的電動(dòng)機(jī)牽引金屬棒MN，使其從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)直到獲得穩(wěn)定速度，若上述過(guò)程中電流表和電壓表的示數(shù)始終保持1 A和8 V不變（金屬棒和導(dǎo)軌的電阻不計(jì)，重力加速度g取10 m/s2），求：

圖9-3-27

（1）電動(dòng)機(jī)的輸出功率；

（2）金屬棒獲得的穩(wěn)定速度的大小；

（3）若金屬棒從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到獲得穩(wěn)定速度的過(guò)程中，棒上升的高度為1 m，該過(guò)程中電阻R上產(chǎn)生的電熱為0.7 J，求此過(guò)程經(jīng)歷的時(shí)間.

（1）7 W�。�2）1 m/s　（3）1 s


解析:

（1）電動(dòng)機(jī)的輸出功率（即繩對(duì)金屬棒的拉力功率）為P＝UI-I2r

代入數(shù)據(jù)得P＝7 W.

（2）金屬棒受到拉力、重力、安培力作用，向上做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)加速度減為零時(shí)，棒獲得穩(wěn)定速度，此后棒做勻速運(yùn)動(dòng).

此時(shí)P＝（mg＋F安）v

其中

即

代入數(shù)據(jù)解得v＝1 m/s.

（3）此過(guò)程根據(jù)能量轉(zhuǎn)化與守恒定律得

解得經(jīng)歷的時(shí)間t＝1 s.

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：

某同學(xué)設(shè)計(jì)了一種測(cè)溫裝置，其結(jié)構(gòu)如圖（a）所示，玻璃泡A內(nèi)封有一定質(zhì)量的氣體，與A相連的細(xì)管B插在水銀槽中，管內(nèi)水銀面的高度x即可反映泡內(nèi)氣體的溫度，即環(huán)境溫度，并可由B管上的刻度直接讀出（B管的體積與A泡的體積相比可略去不計(jì)）．該同學(xué)在某一恒定的大氣壓下提供不同的環(huán)境溫度對(duì)B管進(jìn)行溫度刻度，測(cè)量獲得的數(shù)據(jù)及B管上的溫度刻度如下表所示：
環(huán)境溫度t（℃） -27 0 27 54 81 100
汞柱高x（cm） 25.8 20.4 15 9.6 4.2 0.4
溫度刻度t（℃） -27 0 27 54 81 100
該同學(xué)將上表中環(huán)境溫度t（℃）和汞柱高x（cm）的數(shù)據(jù)輸入圖形計(jì)算器，繪制出x-T圖象，如圖（b）所示，請(qǐng)根據(jù)圖象提供的信息：
（1）寫(xiě)出汞柱高x隨環(huán)境溫度T變化的函數(shù)關(guān)系式
x=75-0.2T
x=75-0.2T
；
（2）推斷出當(dāng)時(shí)的大氣壓強(qiáng)值p0=
75
75
cmHg；
（3）由于大氣壓要隨季節(jié)和天氣變化，所以用這種測(cè)溫裝置來(lái)測(cè)量溫度不可避免地會(huì)產(chǎn)生誤差，若有一次測(cè)量時(shí)大氣壓強(qiáng)p0′比上述大氣壓p0低了1cmHg，那么此次測(cè)量的溫度測(cè)量值與其實(shí)際的真實(shí)值相比是
偏大
偏大
（選填“偏大”或“偏小”）的，測(cè)量值與真實(shí)值差
5
5
℃．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

為了測(cè)量電流表A1的內(nèi)阻，某同學(xué)采用如實(shí)圖7-9所示的實(shí)驗(yàn)電路．其中：

實(shí)圖7-9

A1是待測(cè)電流表，量程為300 μA，內(nèi)阻約為100 Ω；

A2是標(biāo)準(zhǔn)電流表，量程是200 μA；

R1是電阻箱，阻值范圍是0～999.9 Ω；

R2是滑動(dòng)變阻器；

R3是保護(hù)電阻；

E是電池組，電動(dòng)勢(shì)為4 V，內(nèi)阻不計(jì)；

S1是單刀單擲開(kāi)關(guān)，S2是單刀雙擲開(kāi)關(guān)．

(1)①實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器采用________接法(填“分壓”或“限流”)；

②根據(jù)如圖7-3-27所示電路的實(shí)物圖，請(qǐng)?jiān)谙旅娣娇蛑挟?huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖．

 (2)請(qǐng)將該同學(xué)的操作補(bǔ)充完整：

①連接好電路，將滑動(dòng)變阻器R2的滑片移到最________(填“左端”或“右端”)；將開(kāi)關(guān)S2扳到接點(diǎn)a處，接通開(kāi)關(guān)S1；調(diào)整滑動(dòng)變阻器R2，使電流表A2的讀數(shù)是150  μA；

②將開(kāi)關(guān)S2扳到接點(diǎn)b處，________，使電流表A2的讀數(shù)仍是150  μA.

 


③若此時(shí)電阻箱各旋鈕的位置如實(shí)圖7-10所示，則待測(cè)電流表A1的內(nèi)阻Rg＝________Ω.

實(shí)圖7-10

(3)上述實(shí)驗(yàn)中，無(wú)論怎樣調(diào)整滑動(dòng)變阻器R2的滑片位置，都要保證兩只電流表的安全．在下面提供的四個(gè)電阻中，保護(hù)電阻R3應(yīng)選用________．(填寫(xiě)阻值前相應(yīng)的字母)

A．200 kΩ                                                                        B．20 kΩ

C．15 kΩ                                                                          D．150 kΩ

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

輕質(zhì)細(xì)線吊著一質(zhì)量為m＝0.32 kg，邊長(zhǎng)為L＝0.8 m、匝數(shù)n＝10的正方形線圈，總電阻為r＝1 Ω，邊長(zhǎng)為的正方形磁場(chǎng)區(qū)域?qū)ΨQ分布在線圈下邊的兩側(cè)，如圖9-2-10甲所示，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，大小隨時(shí)間變化如圖9-2-27乙所示，從t＝0開(kāi)始經(jīng)t0時(shí)間細(xì)線開(kāi)始松弛，取g＝10 m/s2.求：

圖9-2-10

(1)在前t0時(shí)間內(nèi)線圈中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)．

(2)在前t0時(shí)間內(nèi)線圈的電功率．

(3)t0的值．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

相距L＝1.5 m的足夠長(zhǎng)金屬導(dǎo)軌豎直放置，質(zhì)量為m1＝1 kg的金屬棒ab和質(zhì)量為m2＝0.27 kg的金屬棒cd均通過(guò)棒兩端的套環(huán)水平地套在金屬導(dǎo)軌上，如圖9-3-10(a)所示，虛線上方磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，虛線下方磁場(chǎng)方向豎直向下，兩處磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相同．ab棒光滑，cd棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ＝0.75，兩棒總電阻為1.8 Ω，導(dǎo)軌電阻不計(jì)．ab棒在方向豎直向上，大小按圖9-3-10(b)所示規(guī)律變化的外力F作用下，從靜止開(kāi)始，沿導(dǎo)軌勻加速運(yùn)動(dòng)，同時(shí)cd棒也由靜止釋放．

圖9-3-10

(1)求出磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小和ab棒加速度的大��；

(2)已知在2 s內(nèi)外力F做功40 J，求這一過(guò)程中兩金屬棒產(chǎn)生的總焦耳熱．

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