【題目】發(fā)電機(jī)和電動機(jī)具有裝置上的類似性，源于它們機(jī)理上的類似性。直流發(fā)電機(jī)和直流電動機(jī)的工作原理可以簡化為如圖1、圖2所示的情景。在豎直向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，兩根光滑平行金屬軌道MN、PQ固定在水平面內(nèi)，相距為L，電阻不計。電阻為R的金屬導(dǎo)體棒ab垂直于MN、PQ放在軌道上，與軌道接觸良好，以速度v（v平行于MN）向右做勻速運(yùn)動。圖1軌道端點(diǎn)MP間接有阻值為r的電阻，導(dǎo)體棒ab受到水平向右的外力作用。圖2軌道端點(diǎn)MP間接有直流電源，導(dǎo)體棒ab通過滑輪勻速提升重物，電路中的電流為I。求：

（1）圖1、2中棒ab受到的安培力F1、F2；

（2）在t時間內(nèi)，圖1“發(fā)電機(jī)”產(chǎn)生的電能和圖2“電動機(jī)”輸出的機(jī)械能；

（3）請簡述圖1中，做功與能量變化的情況。

【答案】（1）方向水平向左；方向水平向右（2）（3）見解析

【解析】

（1）圖1中，電路中的電流

棒ab受到的安培力

=

方向水平向左

圖2中，棒ab受到的安培力

方向水平向右

（2）在t時間內(nèi)，“發(fā)電機(jī)”產(chǎn)生的電能等于棒ab克服安培力做的功

在t時間內(nèi)，“電動機(jī)”輸出的機(jī)械能等于安培力對棒ab做的功

（3）圖1中，棒ab受到水平向右的外力作用，外力對棒做正功，使導(dǎo)體棒的動能增加； 棒ab切割磁感線，產(chǎn)生安培力，安培力對導(dǎo)體棒做負(fù)功，使導(dǎo)體棒的動能減少轉(zhuǎn)化成電路的電能；電流通過導(dǎo)體棒和電阻r，電流做功，將電能轉(zhuǎn)化成電阻的熱能。

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】如圖所示，處于勻強(qiáng)磁場中的兩根足夠長、電阻不計的平行金屬導(dǎo)軌相距1 m，導(dǎo)軌平面與水平面成θ = 37°角，下端連接阻值為R＝2Ω的電阻。磁場方向垂直導(dǎo)軌平面向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.4T。質(zhì)量為0.2kg、電阻不計的金屬棒放在兩導(dǎo)軌上，棒與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸，它們之間的動摩擦因數(shù)為0.25。金屬棒沿導(dǎo)軌由靜止開始下滑。(g=10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)

(1)判斷金屬棒下滑過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向；

(2)求金屬棒下滑速度達(dá)到5m/s時的加速度大小；

(3)當(dāng)金屬棒下滑速度達(dá)到穩(wěn)定時，求電阻R消耗的功率。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某課外活動小組使用如圖所示的實(shí)驗裝置進(jìn)行《驗證機(jī)械能守恒定律》的實(shí)驗，主要步驟：

A、用游標(biāo)卡尺測量并記錄小球直徑d

B、將小球用細(xì)線懸于O點(diǎn)，用刻度尺測量并記錄懸點(diǎn)O到球心的距離l

C、將小球拉離豎直位置由靜止釋放，同時測量并記錄細(xì)線與豎直方向的夾角θ

D、小球擺到最低點(diǎn)經(jīng)過光電門，光電計時器（圖中未畫出）自動記錄小球通過光電門的時間Δt

E、改變小球釋放位置重復(fù)C、D多次

F、分析數(shù)據(jù)，驗證機(jī)械能守恒定律

請回答下列問題：

(1)步驟A中游標(biāo)卡尺示數(shù)情況如下圖所示，小球直徑d=________mm

(2)實(shí)驗記錄如下表，請將表中數(shù)據(jù)補(bǔ)充完整（表中v是小球經(jīng)過光電門的速度

θ

10°

20°

30°

40°

50°

60°

cosθ

0.98

0.94

0.87

0.77

0.64

0.50

Δt/ms

18.0

9.0

6.0

4.6

3.7

3.1

v/ms-1

0.54

1.09

①_____

2.13

2.65

3.16

v 2/m2s-2

0.30

1.19

②_______

4.54

7.02

9.99

(3)某同學(xué)為了作出v 2- cosθ圖像，根據(jù)記錄表中的數(shù)據(jù)進(jìn)行了部分描點(diǎn)，請補(bǔ)充完整并作出v 2- cosθ圖像（______）

(4)實(shí)驗完成后，某同學(xué)找不到記錄的懸點(diǎn)O到球心的距離l了，請你幫助計算出這個數(shù)據(jù)l=____m （保留兩位有效數(shù)字），已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹?/span>9.8m/s2。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】(1)測量電源的電動勢E及內(nèi)阻r的實(shí)驗中，按圖甲所示的電路圖連好實(shí)驗電路，合上開關(guān)，電流表和電壓表的讀數(shù)正常，當(dāng)將滑動變阻器的滑動觸頭由A端向B端逐漸滑動時，發(fā)現(xiàn)電流表的示數(shù)逐漸增大，而電壓表的示數(shù)幾乎不變，直到當(dāng)滑動觸頭滑至臨近B端時電壓表的示數(shù)急劇變化，這種情況很難讀出電壓數(shù)值分布均勻的幾組不同的電流、電壓值，出現(xiàn)上述情況的原因可能是_______

A．電源內(nèi)阻太小

B．滑動變阻器阻值太大

C．電壓表內(nèi)阻不夠大

D．電流表內(nèi)阻不夠小

為了更好地測出電源的電動勢E及內(nèi)阻r，增加了一個固定電阻R0，改變了電路，順利完成實(shí)驗。

(2)用筆畫線代替導(dǎo)線，在圖乙中完成增加R0后的實(shí)物連線_____。

(3)調(diào)節(jié)滑動變阻器，電壓表和電流表的示數(shù)記錄如下(已知R0=1.0Ω):

表中的數(shù)據(jù)已描繪在圖所示的方格紙上;可求得電動勢E=_________V，內(nèi)阻r=_______Ω；

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示,兩塊等大且平行正對的金屬板水平放置,金屬板間有豎直向下的勻強(qiáng)電場,電場強(qiáng)度大小為。以下板金屬板的中軸線為x軸,金屬板右側(cè)第一象限內(nèi)存在一足夠大的勻強(qiáng)磁場�，F(xiàn)有一重力不計的絕緣帶電粒子, 質(zhì)量為m,帶電荷量為-q，從下金屬板上表面的電場中坐標(biāo)位置(-L,0)處以初速度v0沿x軸正方向開始運(yùn)動。

求：(1)帶電粒子進(jìn)入磁場時的位置坐標(biāo)(用L表示)以及帶電粒子進(jìn)人磁場時的速度大小;

(2)若要使帶電粒子能垂直打到x軸上,計算勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，紙面內(nèi)有兩條互相垂直的長直絕緣導(dǎo)線L1、L2，L1中的電流方向向左，L2中的電流方向向上；L1的正上方有a、b兩點(diǎn)，它們相對于L2對稱．整個系統(tǒng)處于勻強(qiáng)外磁場中，外磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0，方向垂直于紙面向外．已知a、b兩點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為B0和B0，方向也垂直于紙面向外．則

A.流經(jīng)L1的電流在b點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0

B.流經(jīng)L1的電流在a點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0

C.流經(jīng)L2的電流在b點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0

D.流經(jīng)L2的電流在a點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示電路，電源電動勢為E，內(nèi)阻為r。當(dāng)開關(guān)S閉合后，小型直流電動機(jī)M和指示燈L（可看作純電阻）都恰能正常工作。已知指示燈L的電阻為R0，額定電流為I，電動機(jī)M的線圈電阻為R，則下列說法中正確的是（　　）

A.電動機(jī)的額定電壓為IRB.電動機(jī)的輸出功率為IE-I2（R0+R+r）

C.電源的輸出功率為IE-I2rD.整個電路的熱功率為I2（R0+R）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某同學(xué)測量玻璃磚的折射率，準(zhǔn)備了下列器材：激光筆、直尺、刻度尺、一面鍍有反射膜的平行玻璃磚.如圖所示，直尺與玻璃磚平行放置，激光筆發(fā)出的一束激光從直尺上O點(diǎn)射向玻璃磚表面，在直尺上觀察到A、B兩個光點(diǎn)，讀出OA間的距離為20.00 cm，AB間的距離為6.00 cm，測得圖中直尺到玻璃磚上表面距離d1＝10.00 cm，玻璃磚厚度d2＝4.00 cm.玻璃的折射率n＝________，光在玻璃中傳播速度v＝________ m/s(光在真空中傳播速度c＝3.0×108 m/s，結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字).

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，均勻金屬圓環(huán)的總電阻為4R，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場垂直穿過圓環(huán)金屬桿OM的長為l，阻值為R，M端與環(huán)接觸良好，繞過圓心O的轉(zhuǎn)軸以恒定的角速度順時針轉(zhuǎn)動阻值為R的電阻一端用導(dǎo)線和環(huán)上的A點(diǎn)連接，另一端和金屬桿的轉(zhuǎn)軸O處的端點(diǎn)相連接下列判斷正確的是　　

A. 金屬桿OM旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢恒為

B. 通過電阻R的電流的最小值為，方向從Q到P

C. 通過電阻R的電流的最大值為

D. OM兩點(diǎn)間電勢差絕對值的最大值為

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同步練習(xí)冊答案