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7.如圖所示,在水平面上有兩條長度均為4L、間距為L的平行直軌道,處于豎直向下的勻強磁場中,磁感應(yīng)強度為B.橫置于軌道上長為L的滑桿向右運動,軌道與滑桿單位長度的電阻均為RL,兩者無摩擦且接觸良好.軌道兩側(cè)分別連接理想電壓表和電流表.若將滑桿從軌道最左側(cè)勻速移動到最右側(cè),當(dāng)滑竿到達軌道正中間時電壓表示數(shù)為U,則滑竿勻速移動的速度為5U4BL,在滑動過程中兩電表讀數(shù)的乘積的最大值為25U264R

分析 當(dāng)滑桿到達軌道中間時電壓表的示數(shù)U,求出感應(yīng)電動勢的大小,由E=BLv得到滑桿的速度大小.
UI乘積含義是滑桿右側(cè)軌道電阻消耗的電功率,得到電功率與軌道有電流流過部分的電阻的關(guān)系,再由數(shù)學(xué)知識求解電功率的最大值.

解答 解:據(jù)楞次定律可知各段電路中電流的方向如圖所示.
滑竿在正中間位置時,軌道有電流流過的部分總電阻為4R
電壓表讀數(shù):U=45E=45BLv
則滑竿勻速移動的速度為 v=5U4BL
兩電表讀數(shù)的乘積UI乘積含義是滑桿右側(cè)軌道電阻消耗的電功率.
設(shè)滑桿在任意位置時,軌道有電流流過部分的電阻為Rx
 P=UI=BLvR+Rx•RxBLvR+Rx=BLv2RxRRx2+4RRx
當(dāng)Rx=R時,軌道電功率最大,
最大值為 Pm=BLv24R=25U264R
 故答案為:5U4BL,25U264R

點評 掌握楞次定律、法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律是解題的基礎(chǔ),關(guān)鍵得到電功率與電阻的關(guān)系,運用數(shù)學(xué)知識求解電功率的最大值.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:多選題

17.如圖所示,沿波的傳播方向上有間距均為1m的五個質(zhì)點a、b、c、d、e,均靜止在各自的平衡位置.一列橫波以1m/s的速度水平向右傳播,t=0s時到達質(zhì)點a,a開始由平衡位置向上運動;t=3s時,質(zhì)點a第一次到達最低點,在下列說法中正確的是(  )
A.質(zhì)點d開始振動后的振動周期為4s
B.這列波的波長為4m
C.t=4s時刻波恰好傳到質(zhì)點e
D.t=5s時刻質(zhì)點b到達最高點
E.在3s<t<4s這段時間質(zhì)點c的速度方向向上

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

18.某同學(xué)喜歡電器修理,但自己沒有多用電表,他在實驗室準(zhǔn)備自己組裝多用電表,但是發(fā)現(xiàn)實驗室只有唯一一塊可用的電池,而且電池電動勢和內(nèi)阻未知,于是他準(zhǔn)備測量該電池的電動勢和內(nèi)阻.在實驗室他找到的器材只有如下幾個:待測電源E一個,電阻箱R一個,電壓表V一個(內(nèi)阻的影響忽略不計,符合實驗要求),開關(guān)一個,導(dǎo)線若干,他運用所學(xué)知識設(shè)計了如圖甲的電路圖進行測量.

①他根據(jù)測量的數(shù)據(jù)(數(shù)據(jù)單位均為國際單位制單位)作出了如圖乙所示的關(guān)系圖線,縱坐標(biāo)表示電壓表的讀數(shù)U,不過他忘記了標(biāo)出橫坐標(biāo)名稱,根據(jù)分析,請你判斷:橫坐標(biāo)表示UR(選填U、URIR).
②根據(jù)圖線求出電動勢E=5.0V的,內(nèi)阻r=2.5Ω(結(jié)果都保留兩位有效數(shù)字).
③圖丙是2014年獲得物理諾貝爾獎的藍色發(fā)光二極管的U-I圖象,如果他直接將該電源與二極管連接讓其發(fā)光,則二極管的實際功率為2.4W(保留兩位有效數(shù)字).

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

15.質(zhì)量為M=5kg的木板B靜止于光滑水平面上,物塊A質(zhì)量為1kg,停在B的左端,質(zhì)量也為1kg的小球用長為1.8m的輕繩懸掛在固定點O上,將輕繩拉直至水平位置后,由靜止釋放小球,小球在最低點與A發(fā)生碰撞,碰撞時間極短,且無機械能損失,物塊與小球可視為質(zhì)點,不計空氣阻力.已知A、B間的動摩擦因數(shù)μ=0.1,木板B足夠長,g取10m/s2.求:
(1)B的最大速度;
(2)整個過程A對B的沖量.

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

2.如圖所示裝置用來提重物的“差動滑輪”.它的上半部分是由固定在一起半徑分為r和R的兩個齒輪組成,能繞中心軸O轉(zhuǎn)動,下半部分是一個動滑輪.封閉的鏈條如圖串繞在幾個滑輪上,動滑輪下懸掛著質(zhì)量為M的重物.已知r:R=1:3.懸掛動滑輪的鏈條處于豎直狀態(tài),假設(shè)滑輪與鏈條的重力及軸O處的摩擦均忽略不計.現(xiàn)用大小為F的力以速率v勻速拉動鏈條,則下列敘述正確的是(  )
A.力F的大小為13MgB.力F的大小為12Mg
C.重物上升的速率為12vD.重物上升的速率為14v

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

12.如圖所示,均勻薄壁U型管豎直放置,左管豎直部分高度大于30cm且上端封閉,右管上端開口且足夠長,用兩段水銀封閉了A、B兩部分理想氣體,下方水銀左右液面等高,右管上方的水銀柱高h=4cm,初狀態(tài)溫度為27℃,A氣體長度l1=15cm,大氣壓強p0=76cmHg.現(xiàn)使整個裝置緩慢升溫,當(dāng)下方水銀的左右液面高度相差△l=10cm時,保持溫度不變,再向右管中緩慢注入水銀,使A中氣柱長度回到15cm.求:
(1)升溫后保持不變的溫度是多少攝氏度?
(2)右管中再注入的水銀高度是多少?

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

19.兩電荷量分別為q1和q2的點電荷放在x軸上的O、M兩點,兩電荷連線上各點電勢φ隨x變化的關(guān)系如圖所示,其中A、N兩點的電勢均為零,ND段中的C點電勢最高,則( �。�
A.q1與q2帶同種電荷
B.C點的電場強度大小為零
C.NC間場強方向向x軸正方向
D.將一負點電荷從N點移到D點,電場力先做正功后做負功

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

16.某同學(xué)從家里的廢舊收音機上拆下一電學(xué)元件,其上標(biāo)注“2.5V,1.5W”的字樣,為描繪出該元件的伏安特性曲線,該同學(xué)在實驗室找到了下列實驗器材:
A.電流表(量程是3A,內(nèi)阻是0.1Ω)
B.電流表(量程是0.6A,內(nèi)阻是0.5KΩ)
C.電壓表(量程是15V,內(nèi)阻是25KΩ)
D.電壓表(量程是3V,內(nèi)阻是5KΩ)
E.滑動變阻器(阻值范圍0~5Ω,額定電流為0.6A)
F.滑動變阻器(阻值范圍0~100Ω,額定電流為0.6A)
G.直流電源(電動勢E=3V,內(nèi)阻不計)
H.開關(guān)、導(dǎo)線若干

(1)為了提高實驗結(jié)果的準(zhǔn)確程度,電流表應(yīng)選B;電壓表應(yīng)選D;滑動變阻器應(yīng)選E.(以上均填寫器材代號)
(2)請將實驗電路圖補充完整.
(3)該同學(xué)根據(jù)設(shè)計的圖1實驗電路進行實驗,通過實驗得到如下數(shù)據(jù)(I和U分別表示待測元件的電流和電壓),請在圖2坐標(biāo)紙中描繪出該元件的伏安特性曲線.
I/A00.120.210.290.340.380.420.450.470.490.50
U/V00.200.400.600.801.001.201.401.601.802.00

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17.如圖所示是靜電除塵的原理示意圖,A為金屬管,B為金屬絲,在A、B之間接上高電壓,使B附近的空氣分子被強電場電離為電子和正離子,電子在向A極運動過程中被煙氣中的煤粉俘獲,使煤粉帶負電,最終被吸附到A極上,排出的煙就比較清潔了.有關(guān)靜電除塵的裝置,下列說法正確的是( �。�
A.金屬管內(nèi)形成的電場為勻強電場
B.D為煙氣的進氣口,C為排氣口
C.金屬管A應(yīng)接高壓電源的正極,金屬絲B接負極
D.以上說法均不正確

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