【題目】實(shí)驗(yàn)小組想要探究電磁剎車(chē)的效果，在遙控小車(chē)底面安裝寬為0.1m、長(zhǎng)為0.4m的10匝矩形線框abcd，總電阻為R=2Ω，面積可認(rèn)為與小車(chē)底面相同，其平面與水平地面平行，小車(chē)總質(zhì)量為m=0.2kg.如圖是簡(jiǎn)化的俯視圖，小車(chē)在磁場(chǎng)外以恒定的功率做直線運(yùn)動(dòng)，受到地面阻力恒為f=0.4N，進(jìn)入磁場(chǎng)前已達(dá)到最大速度υ=5m/s，車(chē)頭(ab邊)剛要進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)立即撤去牽引力，車(chē)尾(cd邊)剛出磁場(chǎng)時(shí)速度恰好為零.已知有界磁場(chǎng)寬度為0.4m，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=1.4T，方向豎直向下。求：

(1)進(jìn)入磁場(chǎng)前小車(chē)所受牽引力的功率P；

(2)車(chē)頭剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，小車(chē)的加速度大��；

(3)電磁剎車(chē)過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱Q。

【答案】(1) (2) (3)

【解析】

（1）進(jìn)入磁場(chǎng)前小車(chē)勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)速度最大，由P=Fv和F=f求牽引力的功率P；

（2）車(chē)頭剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，根據(jù)E=NBLv求解感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大��；由歐姆定律求感應(yīng)電流的大小I；根據(jù)牛頓第二定律求解加速度。

（3）根據(jù)能量守恒定律求電磁剎車(chē)過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱Q。

（1）進(jìn)入磁場(chǎng)前小車(chē)勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)速度最大，則有：F=f
牽引力的功率為：P=Fv=fv=2W；
（2）車(chē)頭剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：E=NBLv=7V
感應(yīng)電流的大小為： 車(chē)頭剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，小車(chē)受到阻力、安培力，安培力為F安=NBIL=4.9N小車(chē)的加速度
（3）根據(jù)能量守恒定律得：Q+f2s=mv2
可得電磁剎車(chē)過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱為Q=2.18J

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：

【題目】某同學(xué)用圖甲所示電路來(lái)測(cè)繪小燈泡的伏安特性曲線，器材如下：

A．小燈泡（額定電壓2.5V，額定電流0.25A）

B．電流表（0～0.6A）

C．電壓表（0～3V）

D．滑動(dòng)變阻器R1（0～10Ω）

E．滑動(dòng)變阻器R2（0～1000Ω）

F．干電池（電動(dòng)勢(shì)為1.5V）兩節(jié)

G．開(kāi)關(guān)，導(dǎo)線若干

(1)滑動(dòng)變阻器應(yīng)選_____（選填器材前的代號(hào)）；

(2)實(shí)驗(yàn)中得到的數(shù)據(jù)如下表所示，根據(jù)表中數(shù)據(jù)在乙圖中作出小燈泡的U﹣I圖象_________，由圖象可知小燈泡的電阻隨溫度的升高而_____（選填“增大”、“減小”或“不變”）。

U/V

0.20

0.40

0.60

1.00

1.40

1.80

2.00

2.20

I/A

0.04

0.08

0.11

0.15

0.18

0.20

0.21

0.22

(3)某同學(xué)用一節(jié)干電池與阻值為5Ω的電阻R、小燈泡及電壓表連接成圖丙所示電路。閉合S后，電壓表測(cè)得燈泡兩端電壓為0.8V，結(jié)合圖乙圖中圖象求得小燈泡實(shí)際消耗的功率為_____W，干電池內(nèi)阻為_____Ω．（結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖甲所示，電磁炮是一種新型的兵器，其射程甚至可達(dá)數(shù)百公里，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)常規(guī)炮彈。它的主要原理如圖乙所示，當(dāng)彈體中通以強(qiáng)電流時(shí)，彈體在強(qiáng)大的磁場(chǎng)力作用下加速前進(jìn)，最后從炮口高速射出。設(shè)兩軌道間距離為0.10m，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為40T，電流2000A，軌道長(zhǎng)度為20m，不考慮電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)對(duì)勻強(qiáng)磁場(chǎng)強(qiáng)度的影響，則

A. 若不計(jì)任何阻力，質(zhì)量為20g的炮彈最終獲得的速度為400m/s

B. 若不計(jì)任何阻力，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度加倍，則炮彈獲得的速度也加倍

C. 若阻力大小一定，軌道長(zhǎng)度加倍，速度變?yōu)?/span>倍

D. 若阻力大小一定，電流加倍，速度變?yōu)?/span>倍

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，在勻強(qiáng)電場(chǎng)中有O、A、B三點(diǎn)，OA=OB=5cm，其中O、A電勢(shì)分別為0V、5V，OA與OB的夾角為120°，A、B在同一條豎直線上現(xiàn)有一不計(jì)重力、帶電量為e的粒子以4eV的動(dòng)能從A點(diǎn)沿AO方向飛入電場(chǎng)，經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)，動(dòng)能與在A點(diǎn)時(shí)相同，則下列說(shuō)法正確的是

A. 該粒子帶負(fù)電

B. 粒子運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，電場(chǎng)力一直做正功

C. 粒子能運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)，且在O點(diǎn)時(shí)電勢(shì)能為零

D. 該電場(chǎng)強(qiáng)度大小為200V/m，方向水平向左

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】由于空間站處于完全失重狀態(tài)，不能利用天平等儀器測(cè)量質(zhì)量，為此某同學(xué)為空間站設(shè)計(jì)了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置，用來(lái)測(cè)量小球質(zhì)量圖中彈簧固定在擋板上，軌道B處裝有光電門(mén)，可以測(cè)量出小球經(jīng)過(guò)光電門(mén)的時(shí)間.該同學(xué)設(shè)計(jì)的主要實(shí)驗(yàn)步驟如下：

①用游標(biāo)卡尺測(cè)量小球的直徑d

②將彈簧固定在擋板上

③小球與彈簧接觸并壓縮彈簧，記錄彈簧的壓縮量x

④由靜止釋放小球，測(cè)量小球離開(kāi)彈簧后經(jīng)過(guò)光電門(mén)的時(shí)間t，計(jì)算出小球離開(kāi)彈簧的速度v

⑤改變彈簧的壓縮量，重復(fù)步驟③、④多次

⑥分析數(shù)據(jù)，得出小球的質(zhì)量

該同學(xué)在光滑地面上進(jìn)行了上述實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

(1)步驟①中游標(biāo)卡尺示數(shù)情況如圖乙所示，小球的直徑d=___________cm；

(2)某一次步驟③中測(cè)得彈簧的壓縮量為1cm，對(duì)應(yīng)步驟④中測(cè)得小球通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間為7.50ms，則此次小球離開(kāi)彈簧的速度v=___________m/s；

(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)得到的彈簧的形變x與對(duì)應(yīng)的小球速度v在圖丙中畫(huà)出了v-x圖象已知實(shí)驗(yàn)所用彈簧的彈性勢(shì)能Ep與彈簧形變量x2之間的關(guān)系如圖丁所示，實(shí)驗(yàn)測(cè)得小球的質(zhì)量為___________kg。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖為常見(jiàn)的自行車(chē)傳動(dòng)示意圖．A輪與腳踏板相連，B輪與車(chē)軸相連，C為車(chē)輪．當(dāng)人蹬車(chē)勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，以下說(shuō)法正確的是（　�。�

A. B輪角速度比C輪角速度大

B. A輪角速度比C輪角速度小

C. B輪邊緣與C輪邊緣的線速度大小相等

D. A輪邊緣與B輪邊緣的線速度大小相等

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】一課外實(shí)驗(yàn)小組想測(cè)量一個(gè)電壓表的內(nèi)阻，他們?cè)趯?shí)驗(yàn)室找到如下器材：

A.待測(cè)電壓表V1(量程為0-2V,內(nèi)阻約2k)

B.標(biāo)準(zhǔn)電壓表V2 (量程為0-9V,內(nèi)阻約4k)

C.標(biāo)準(zhǔn)電流表A (量程為0-0.6A，內(nèi)阻約0.5)

D.滑動(dòng)變阻器R1（阻值范圍：0-10)

E.定值電阻R2=20

F.定值電阻R3=2.0k

G.定值電阻R4=2.3k

H.直流電源（內(nèi)阻約1，電動(dòng)勢(shì)為12v)

I.開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干

(1)為完成該實(shí)驗(yàn)，該實(shí)驗(yàn)小組希望實(shí)驗(yàn)結(jié)果盡可能準(zhǔn)確，且要求電表指針超過(guò)滿刻度的 1/2,除待測(cè)電壓表、直流電源、滑動(dòng)變阻器、開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線之外，該實(shí)驗(yàn)小組還選取了一個(gè)電表和兩個(gè)定值電阻，選取的電表是_______，兩個(gè)定值電阻分別是_______（兩空都填器材前面的序號(hào))。

(2)在虛線框中畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖__________

(3)根據(jù)選用的器材，待測(cè)電壓表V1的讀數(shù)為U1,兩定值電阻阻值分別為R和R’，另一個(gè)電表的讀數(shù)為_________，(填I1或U2)由此得出，待測(cè)電壓表內(nèi)阻的表達(dá)式為_________。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】有一列簡(jiǎn)諧橫波沿著x軸正方向傳播，波源位于原點(diǎn)O的位置，P、Q是x軸上的兩個(gè)點(diǎn)，P點(diǎn)距離原點(diǎn)O的距離為3m，Q點(diǎn)距離原點(diǎn)O的距離為4m。波源在某時(shí)刻開(kāi)始起振，起振方向沿y軸正方向，波源起振4s后，位于P處的質(zhì)點(diǎn)位移第一次達(dá)到最大值2m，再經(jīng)過(guò)3s，位于Q處的質(zhì)點(diǎn)第一次達(dá)到負(fù)的最大位移－2m。求：

①波長(zhǎng)和波速；

②波源起振20s時(shí)，平衡位置距離O點(diǎn)為5m的質(zhì)點(diǎn)R的位移和該20s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)R運(yùn)動(dòng)的路程。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】某同學(xué)測(cè)定電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，所使用的器材有：待測(cè)干電池一節(jié)(內(nèi)阻很小)、電流表A(量程0.6 A，內(nèi)阻RA小于1 Ω)、電流表A1(量程0.6 A，內(nèi)阻未知)、電阻箱R1(0～99.99 Ω)、滑動(dòng)變阻器R2(0～10 Ω)、單刀雙擲開(kāi)關(guān)S、單刀單擲開(kāi)關(guān)K各一個(gè)，導(dǎo)線若干。

(1)該同學(xué)按圖甲所示電路連接進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。請(qǐng)?jiān)诖痤}卡相應(yīng)位置的虛線框內(nèi)補(bǔ)全與圖甲對(duì)應(yīng)的電路圖_______。

(2)測(cè)電流表A的內(nèi)阻：

閉合開(kāi)關(guān)K，將開(kāi)關(guān)S與C接通，通過(guò)調(diào)節(jié)電阻箱R1和滑動(dòng)變阻器R2，讀取電流表A的示數(shù)為0.20 A、電流表A1的示數(shù)為0.60 A、電阻箱R1的示數(shù)為0.10 Ω，則電流表A的內(nèi)阻RA＝________Ω。

(3)測(cè)電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻：

斷開(kāi)開(kāi)關(guān)K，調(diào)節(jié)電阻箱R1，將開(kāi)關(guān)S接__________(填“C”或“D”)，記錄電阻箱R1的阻值和電流表A的示數(shù)；斷開(kāi)開(kāi)關(guān)K，開(kāi)關(guān)S所接位置不變，多次調(diào)節(jié)電阻箱R1重新實(shí)驗(yàn)，并記錄多組電阻箱R1的阻值R和電流表A的示數(shù)I。

(4)數(shù)據(jù)處理：

圖乙是由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出的－R圖象，由此求出干電池的電動(dòng)勢(shì)E＝__________V、內(nèi)阻r＝__________Ω。(計(jì)算結(jié)果保留二位有效數(shù)字)

(5)如果電流表A的電阻未知，本實(shí)驗(yàn)__________ (填“能”或“不能”)測(cè)出該電源的電動(dòng)勢(shì)。

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