(20分)其同学设计一个发电测速装置,工作原理如图所示。一个半径为R=0.1m的圆形金属导轨固定在竖直平面上,一根长为R的金属棒OA,A端与导轨接触良好,O端固定在圆心处的转轴上。转轴的左端有一个半径为r=R/3的圆盘,圆盘和金属棒能随转轴一起转动。圆盘上绕有不可伸长的细线,下端挂着一个质量为m=0.5kg的铝块。在金属导轨区域内存在垂直于导轨平面向右的匀强磁场,磁感应强度B=0.5T。a点与导轨相连,b点通过电刷与O端相连。测量a、b两点间的电势差U可算得铝块速度。铝块由静止释放,下落h=0.3m时,测得U=0.15V。(细线与圆盘间没有滑动国,金属棒、导轨、导线及电刷的电阻均不计,重力加速度g=10m/s2)
(1)测U时,a点相接的是电压表的“正极”还是“负极”?
(2)求此时铝块的速度大小;
(3)求此下落过程中铝块机械能的损失。
高三物理计算题中等难度题
(20分)其同学设计一个发电测速装置,工作原理如图所示。一个半径为R=0.1m的圆形金属导轨固定在竖直平面上,一根长为R的金属棒OA,A端与导轨接触良好,O端固定在圆心处的转轴上。转轴的左端有一个半径为r=R/3的圆盘,圆盘和金属棒能随转轴一起转动。圆盘上绕有不可伸长的细线,下端挂着一个质量为m=0.5kg的铝块。在金属导轨区域内存在垂直于导轨平面向右的匀强磁场,磁感应强度B=0.5T。a点与导轨相连,b点通过电刷与O端相连。测量a、b两点间的电势差U可算得铝块速度。铝块由静止释放,下落h=0.3m时,测得U=0.15V。(细线与圆盘间没有滑动国,金属棒、导轨、导线及电刷的电阻均不计,重力加速度g=10m/s2)
(1)测U时,a点相接的是电压表的“正极”还是“负极”?
(2)求此时铝块的速度大小;
(3)求此下落过程中铝块机械能的损失。
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某同学设计了一个前进中的发电测速装置,如图所示。自行车的圆形金属盘后轮置于垂直车身平面向里的匀强磁场中,后轮圆形金属盘在磁场中转动时,可等效成一导体棒绕圆盘中心O转动。已知磁感应强度B=0.5T,圆盘半径r=0.3m,圆盘电阻不计。导线通过电刷分别与后轮外边缘和圆心O相连,导线两端a、b间接一阻值R=10的小灯泡。后轮匀速转动时,用电压表测得a、b间电压U=0.6V。则可知( )
A. 自行车匀速行驶时产生的是交流电 B. 与a连接的是电压表的负接线柱
C. 自行车车轮边缘线速度是8m/s D. 圆盘匀速转动10分钟的过程中产生了0.36J的电能
高三物理多选题中等难度题查看答案及解析
如图所示,为某同学根据所学物理知识设计的一个发电测速装置.他将健身房锻炼用自行车的后轮置于垂直车身平面向里的匀强磁场中,后轮圆形金属盘在磁场中转动时,可等效成一导体棒绕圆盘中心O转动.已知磁感应强度,圆盘半径,圆盘电阻不计.导线通过电刷分别与后轮外边缘和圆心O相连,导线两端间接一阻值的小灯泡.正常骑行后轮匀速转动时,该同学用电压表测得间电压.根据以上信息,回答以下问题:
(1)与连接的是电压表的正接线柱还是负接线柱?
(2)求圆盘匀速转动10分钟,此过程中产生的电能.
(3)自行车车轮边缘线速度是多少?
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很多人喜欢到健身房骑车锻炼,某同学根据所学知识设计了一个发电测速装置,如图所示。自行车后轮置于垂直车身平面向里的匀强磁场中,后轮圆形金属盘在磁场中转动时,可等效成一导体棒绕圆盘中心O转动。已知磁感应强度B=0.5T,圆盘半径l=0.3m,圆盘电阻不计。导线通过电刷分别与后轮外边缘和圆心O相连,导线两端a、b间接一阻值R=10Ω的小灯泡。后轮匀速转动时,用电压表测得a、b间电压U=0.6V。
(1)与a连接的是电压表的正接线柱还是负接线柱?
(2)圆盘匀速转动10分钟,则此过程中产生了多少电能?
(3)自行车车轮边缘线速度是多少?
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现代人喜欢到健身房骑车锻炼,某同学根据所学知识设计了一个发电测速装置,如图所示。自行车后轮置于垂直车身平面向里的匀强磁场中,后轮圆形金属盘在磁场中转动时,可等效成一导体棒绕圆盘中心O转动。已知磁感应强度B=0.5T,圆盘半径l=0.3m,圆盘电阻不计。导线通过电刷分别与后轮外边缘和圆心O相连,导线两端a、b间接一阻值R=10Ω的小灯泡。后轮匀速转动时,用电压表测得a、b间电压U=0.6V。
(1)与a连接的是电压表的正接线柱还是负接线柱?
(2)圆盘匀速转动10分钟,则此过程中产生了多少电能?
(3)自行车车轮边缘线速度是多少?
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现代人喜欢到健身房骑车锻炼,某同学根据所学知识设计了一个发电测速装置,如图所示。自行车后轮置于垂直车身平面向里的匀强磁场中,后轮圆形金属盘在磁场中转动时,可等效成一导体棒绕圆盘中心O转动。已知磁感应强度B=0.5T,圆盘半径l=0.3m,圆盘电阻不计。导线通过电刷分别与后轮外边缘和圆心O相连,导线两端a、b间接一阻值R=10Ω的小灯泡。后轮匀速转动时,用电压表测得a、b间电压U=0.6V。
(1)与a连接的是电压表的正接线柱还是负接线柱?
(2)圆盘匀速转动10分钟,则此过程中产生了多少电能?
(3)自行车车轮边缘线速度是多少?
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为了探究电动机转速与弹簧伸长量之间的关系,小明设计了如图所示的装置.半径为l的圆形金属导轨固定在水平面上,一根长也为l,电阻为R的金属棒ab一端与导轨接触良好,另一端固定在圆心处的导电转轴00"上,由电动机A带动旋转。在金属导轨区域内存在垂直于导轨平面,大小为B1、方向竖直向下的匀强磁场。另有一质量为m、电阻为R的金属棒cd用轻质弹簧悬挂在竖直平面内,并与固定在竖直平面内的“U”型导轨保持良好接触,导轨间距为l,底部接阻值也为R的电阻,处于大小为B2、方向垂直导轨平面向里的匀强磁场中。从圆形金属导轨引出导线和通过电刷从转轴引出导线经开关S与“U”型导轨连接。当开关S断开,棒cd静止时,弹簧伸长量为x0;当开关S闭合,电动机以某一转速匀速转动,棒cd再次静止时,弹簧伸长量变为x(不超过弹性限度)。不计其余电阻和摩擦等阻力,求此时
(1)通过棒cd的电流Icd ;
(2)电动机对该装置的输出功率P;
(3)电动机转动角速度与弹簧伸长量x之间的函数关系.
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为了探究电动机转速与弹簧伸长量之间的关系,小明设计了如图所示的装置.半径为l的圆形金属导轨固定在水平面上,一根长也为l,电阻为R的金属棒ab一端与导轨接触良好,另一端固定在圆心处的导电转轴00"上,由电动机A带动旋转。在金属导轨区域内存在垂直于导轨平面,大小为B1、方向竖直向下的匀强磁场。另有一质量为m、电阻为R的金属棒cd用轻质弹簧悬挂在竖直平面内,并与固定在竖直平面内的“U”型导轨保持良好接触,导轨间距为l,底部接阻值也为R的电阻,处于大小为B2、方向垂直导轨平面向里的匀强磁场中。从圆形金属导轨引出导线和通过电刷从转轴引出导线经开关S与“U”型导轨连接。当开关S断开,棒cd静止时,弹簧伸长量为x0;当开关S闭合,电动机以某一转速匀速转动,棒cd再次静止时,弹簧伸长量变为x(不超过弹性限度)。不计其余电阻和摩擦等阻力,求此时
(1)通过棒cd的电流Icd ;
(2)电动机对该装置的输出功率P;
(3)电动机转动角速度与弹簧伸长量x之间的函数关系.
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如图所示,某同学设计一个游戏装置,用弹簧制作的弹射系统将小球从管口P弹出,右侧水平距离为L,竖直高度为H=0.5m处固定一半圆形管道,管道所在平面竖直,半径R=0.75m,内壁光滑。通过调节立柱Q可以改变弹射装置的位置及倾角,若弹出的小球从最低点M沿切线方向进入管道,从最高点N离开后能落回管口P,则游戏成功。小球质量为0.2kg,半径略小于管道内径,可视为质点,不计空气阻力,g取10m/s2。该同学某次游戏取得成功,试求:
(1)水平距离L;
(2)小球在N处对管道的作用力;
(3)弹簧储存的弹性势能。
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某校科技小组的同学设计了一个传送带测速仪,测速原理如图所示。在传送带一端的下方固定有间距为L、长度为d的平行金属电极。电极间充满磁感应强度为B、方向垂直传送带平面(纸面)向里、有理想边界的匀强磁场,且电极之间接有理想电压表和电阻R,传送带背面固定有若干根间距为d的平行细金属条,其电阻均为r,传送带运行过程中始终仅有一根金属条处于磁场中,且金属条与电极接触良好。当传送带以一定的速度匀速运动时,电压表的示数为U。则下列说法中正确的是
A.传送带匀速运动的速率为
B.电阻R产生焦耳热的功率为
C.金属条经过磁场区域受到的安培力大小为
D.每根金属条经过磁场区域的全过程中克服安培力做功为
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