热门试卷

X 查看更多试卷
1
题型:简答题
|
简答题

如图,竖直放置的光滑平行金属导轨MN、PQ相距L,在M点和P点间接一个阻值为R的电阻,在两导轨间 OO1O1′O′矩形区域内有垂直导轨平面向里、宽为d的匀强磁场,磁感应强度为B.一质量为m,电阻为r的导体棒ab垂直搁在导轨上,与磁场上边边界相距d0.现使ab棒由静止开始释放,棒ab在离开磁场前已经做匀速直线运动(棒ab与导轨始终保持良好的电接触且下落过程中始终保持水平,导轨电阻不计).求:

(1)棒ab在离开磁场下边界时的速度

(2)棒ab在通过磁场区的过程中系统内产生的焦耳热.

正确答案

(1)设ab棒离开磁场边界前做匀速运动的速度为v,产生的电动势为E=BLv,电路中电流 I=,棒所受的安培力大小为F=BIL,则得 

  F=

对ab棒,由平衡条件得 mg-F=0

解得 v=

(2)由能量守恒定律:mg(d0+d)=Q+mv2

解得 Q=mg(d0+d)-

答:

(1)棒ab在离开磁场下边界时的速度为

(2)棒ab在通过磁场区的过程中系统内产生的焦耳热为mg(d0+d)-

1
题型:简答题
|
简答题

如图(a)所示,两根足够长的光滑平行金属导轨相距为L,导轨平面与水平面成θ角,上端通过导线连接阻值为R的电阻,阻值为r的金属棒ab放在两导轨上,棒与导轨垂直并保持良好接触,整个装置处在垂直导轨平面向上的磁场中,若所加磁场的磁感应强度大小恒为B,使金属棒沿导轨由静止向下运动,金属棒运动的v-t图象如图(b)所示,当t=t0时刻,物体下滑距离为s.已知重力加速度为g,导轨电阻忽略不计.试求:

(1)金属棒ab匀速运动时电流强度I的大小和方向;

(2)导体棒质量m;

(3)在t0时间内电阻R产生的焦耳热.

正确答案

(1)由v-t图象知,t=t0时刻以后金属棒做匀速运动,速度大小为v0,金属棒ab匀速运动时产生的感应电动势为

  E=BLv0

∴I==,由右手定则判断知:方向由a→b

(2)金属棒ab匀速运动时,合力为零,则有

  mgsinθ=F

∴mgsinθ=BIL

联立得 mgsinθ=

∴m=

(3)设系统共产生焦耳热Q,由能量守恒,有mgssinθ=m+Q

解得  Q=mgssinθ-m

∵金属棒与R串联,电流时刻相等

∴电阻R上产生的焦耳热Q=Q

∴Q=(mgssinθ-m)=(2s-)

答:

(1)金属棒ab匀速运动时电流强度I的大小是,方向是a→b;

(2)导体棒质量m是

(3)在t0时间内电阻R产生的焦耳热是(2s-).

1
题型:简答题
|
简答题

20世纪60年代初期,美国科学家发现了“记忆合金”.“记忆合金”不同于一般的金属,它和有生命的生物一样,具有较强的“记忆性”,它能“记”住自己原来的形状.某人用一种记忆合金制成了太阳灶,为了便于储存和运输,在温度较低时将太阳灶压缩成了一个体积较小的球.使用时在太阳光的强烈照射下又恢复成了伞状.恢复形状后的太阳灶正对着太阳,它的半径为R,已知太阳的辐射功率(太阳每秒辐射出的能量)为P,由于大气层的反射和吸收,太阳能只有到达地面.若把太阳光看成是频率为v的单色光,太阳中心到地面的距离为L,则这个太阳灶每秒钟能接收多少个光子?(普朗克常量为h)

正确答案

太阳每秒钟辐射出的总能量为E=P   ①

每个光子的能量  E0=hv ②

太阳每秒钟辐射出的光子数为N==  ③

太阳灶的横截面积等效为 S=πR2  ④

地面上每秒钟单位面积接收到的光子数为 n==  ⑤

∴太阳灶每秒钟接收到的光子数为 n′=nS=

答:这个太阳灶每秒钟能接收 个光子.

1
题型:简答题
|
简答题

如图所示,这是一种“永动机”的设计方案,轮子中央有一个转动轴,轮子的边缘安装着12 个可以活动的短杆,每个短杆的一端装有一个铁球.方案的设计者认为,右边的球比左边的球离轴远些,因此右边球产生的力矩比左边球产生的力矩大,这样,轮子就会永无休止地沿着箭头所指的方向转动下去,并可以带动机器转动,你认为它真会那样吗?

正确答案

解:虽然右边的球比左边的球离轴远些,但右边球的个数总比左边少,右边球产生的力矩并不会比左边球产生的力矩大,因此它不会沿着箭头所指的方向转动下去,其实它不消耗能量,却能源源不断地对外做功,本身就违反了能量守恒定律,这是不可能的.

1
题型:简答题
|
简答题

“奋进号”航天飞机进行过一次太空飞行,其主要任务是给国际空间站安装太阳能电池板.该太阳能电池板长L=73m,宽d=12m,将太阳能转化为电能的转化率为η=20%,已知太阳的辐射总功率为P0=3.83×1026W,地日距离为R0=1.5×1011m,国际空间站离地面的高度为h=370km,它绕地球做匀速圆周运动约有一半时间在地球的阴影内,所以在它能发电的时间内将把所发电的一部分储存在蓄电池内.由以上数据,估算这个太阳能电池板能对国际空间站提供的平均功率是多少?

正确答案

由于国际空间站离地面的高度仅为地球半径的约二十分之一,可认为是近地卫星,h远小于R0

因此它离太阳的距离可认为基本不变,就是地日距离R0

太阳的辐射功率应视为均匀分布在以太阳为圆心,地日距离为半径的球面上,由此可以

算出每平方米接收到的太阳能功率为I0==1.35kW/m2

电池板发电时的电功率为P=I0Ldη=2.6×105W

由于每天只有一半时间可以发电,所以平均功率只是发电时电功率的一半即130kW.

答:这个太阳能电池板能对国际空间站提供的平均功率是130kW.

百度题库 > 高考 > 物理 > 能量守恒定律、第一类永动机

扫码查看完整答案与解析

  • 上一题
  • 1/5
  • 下一题