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圖12-4-3中MN和PQ為豎直方向的兩平行長直金屬導軌,間距l為0.40 m,電阻不計,導軌所在平面與磁感應強度B為0.50 T的勻強磁場垂直.質量m為6.0×10-3 kg、電阻為1.0 Ω 的金屬桿ab始終垂直于導軌,并與其保持光滑接觸.導軌兩端分別接有滑動變阻器R2和阻值為3.0 Ω的電阻R1,當桿ab達到穩定狀態時以速率v勻速下滑,整個電路消耗的電功率P為0.27 W.重力加速度g取10 m/s2,試求速率v和滑動變阻器接入電路部分的阻值R2.

圖12-4-3

解析:由能量守恒,有

mgv=P

代入數據v=4.5 m/s

又E=BLv

設電阻R1與R2的并聯電阻為R,ab棒的電阻為r,有+=

I=

P=IE

代入數據解得

R2=6.0 Ω.

答案:v=4.5 m/s     R2=6.0 Ω


練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源: 題型:

如圖12-2-3所示,在一磁感應強度B=0.5 T的勻強磁場中,垂直于磁場方向水平放置著兩根相距為h=0.1 m的平行金屬導軌MN與PQ,導軌的電阻忽略不計,在兩根導軌的端點N、Q之間連接一阻值R=0.3  Ω的電阻,導軌上跨放著一根長為L=0.2 m、每米電阻r=2.0  Ω的金屬棒以速度v=4.0 m/s向左做勻速運動時,試求:

圖12-2-3

(1)電阻R中的電流大小和方向;

(2)使金屬棒做勻速運動的外力;

(3)金屬棒ab兩端點間的電勢差;

(4)ab棒向左勻速移動L′=0.5 m的過程中,通過電阻R的電荷量是多少?

 

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖12-4-19所示,MN、PQ為間距L=0.5m足夠長的平行導軌,NQMN。導軌平面與水平面間的夾角θ=37°,NQ間連接有一個R=5Ω的電阻。有一勻強磁場垂直于導軌平面,磁感強度為B0=1T。將一根質量為m=0.05kg的金屬棒ab緊靠NQ放置在導軌上,且與導軌接觸良好,導軌與金屬棒的電阻均不計,F由靜止釋放金屬棒,金屬棒沿導軌向下運動過程中始終與NQ平行。已知金屬棒與導軌間的動摩擦因數μ=0.5,當金屬棒滑行至cd處時已經達到穩定速度,cd距離NQs=1m。試解答以下問題:(g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)

(1)請定性說明金屬棒在達到穩定速度前的加速度和速度各如何變化?(2)當金屬棒滑行至cd處時回路中的電流多大?

(3)金屬棒達到的穩定速度是多大?(4)若將金屬棒滑行至cd處的時刻記作t=0,從此時刻起,讓磁感強度逐漸減小,可使金屬棒中不產生感應電流,則磁感強度B應怎樣隨時間t變化(寫出Bt的關系式)?

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科目:高中物理 來源: 題型:

(9′)光電計時器是一種研究物體運動情況的常用計時儀器,其結構如圖1 -4-12(a)所示,a、b分別是光電門的激光發射和接收裝置,當有物體從a、b間通過時,光電計時器就可以精確地把物體從開始擋光到擋光結束的時間記錄下來.圖(b)中MN是水平桌面,Q是長木板與桌面的接觸點,1和2是固定在長木板上適當位置的兩個光電門,與之連接的兩個光電計時器沒有畫出,長木板頂端P點懸有一鉛錘,實驗時,讓滑塊從長木板的頂端滑下,光電門1、2各自連接的計時器顯示的擋光時間分別為1.0×102s和4.0×103s.用精度為0.05 mm的游標卡尺測量滑塊的寬度為d,其示數如圖(c)所示.

(1)滑塊的寬度d=________cm.

(2)滑塊通過光電門1時的速度v1=________m/s,滑塊通過光電門2時的速度v2=________m/s.(結果保留兩位有效數字)

(3)由此測得的瞬時速度v1v2只是一個近似值,它們實質上是通過光電門1和2時的________,要使瞬時速度的測量值更接近于真實值,可將滑塊的寬度     (填增大或減。┮恍

 

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科目:高中物理 來源:2010年河南省鄲城一高高三上學期第二次月考物理試題 題型:實驗題

(9′)光電計時器是一種研究物體運動情況的常用計時儀器,其結構如圖1 -4-12(a)所示,a、b分別是光電門的激光發射和接收裝置,當有物體從a、b間通過時,光電計時器就可以精確地把物體從開始擋光到擋光結束的時間記錄下來.圖(b)中MN是水平桌面,Q是長木板與桌面的接觸點,1和2是固定在長木板上適當位置的兩個光電門,與之連接的兩個光電計時器沒有畫出,長木板頂端P點懸有一鉛錘,實驗時,讓滑塊從長木板的頂端滑下,光電門1、2各自連接的計時器顯示的擋光時間分別為1.0×102s和4.0×103s.用精度為0.05 mm的游標卡尺測量滑塊的寬度為d,其示數如圖(c)所示.

(1)滑塊的寬度d=________cm.

(2)滑塊通過光電門1時的速度v1=________m/s,滑塊通過光電門2時的速度v2=________m/s.(結果保留兩位有效數字)

(3)由此測得的瞬時速度v1v2只是一個近似值,它們實質上是通過光電門1和2時的________,要使瞬時速度的測量值更接近于真實值,可將滑塊的寬度     (填增大或減小)一些.

 

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