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用密度為d.電阻率為ρ.橫截面積為A的薄金屬條制成邊長為L的閉合正方形框.如圖所示.金屬方框水平放在磁極的狹縫間.方框平面與磁場方向平行.設勻強磁場僅存在于相對磁極之間.其他地方的磁場忽略不計.可認為方框的邊和邊都處在磁極之間.極間磁感應強度大小為B.方框從靜止開始釋放.其平面在下落過程中保持水平. ⑴求方框下落的最大速度vm(設磁場區域在數值方向足夠長), ⑵當方框下落的加速度為時.求方框的發熱功率P, ⑶已知方框下落時間為t時.下落高度為h.其速度為u1(u1＜vm).若在同一時間t內.方框內產生的熱與一恒定電流I0在該框內產生的熱相同.求恒定電流I0的表達式. 解析: ⑴方框質量方框電阻方框下落速度為v時.產生的感應電動勢感應電流方框下落過程.受到重力G及安培力F. .方向豎直向下 .方向豎直向上當F＝G時.方框達到最大速度.即v＝vm 則方框下落的最大速度 ⑵方框下落加速度為時.有. 則方框的發熱功率 ⑶根據能量守恒定律.有解得恒定電流I0的表達式 . 19環保汽車將為2008年奧運會場館服務.某輛以蓄電池為驅動能源的環保汽車.總質量m＝3×103 kg.當它在水平路面上以v＝36 km/h的速度勻速行駛時.驅動電機的輸入電流I＝50 A.電壓U＝300 V.在此行駛狀態下 ⑴求驅動電機的輸入功率P電, ⑵若驅動電機能夠將輸入功率的90%轉化為用于牽引汽車前進的機械功率P機.求汽車所受阻力與車重的比值(g取10 m/s2), ⑶設想改用太陽能電池給該車供電.其他條件不變.求所需的太陽能電池板的最小面積.結合計算結果.簡述你對該設想的思考. 已知太陽輻射的總功率P0＝4×1026 W.太陽到地球的距離r＝1.5×1011 m.太陽光傳播到達地面的過程中大約有30%的能量損耗.該車所用太陽能電池的能量轉化效率約為15%. 解析: ⑴驅動電機的輸入功率 ⑵在勻速行駛時汽車所受阻力與車重之比 . ⑶當太陽光垂直電磁板入射式.所需板面積最小.設其為S.距太陽中心為r的球面面積若沒有能量的損耗.太陽能電池板接受到的太陽能功率為.則設太陽能電池板實際接收到的太陽能功率為P. 所以由于.所以電池板的最小面積分析可行性并提出合理的改進建議. 20.磁流體推進船的動力來源于電流與磁場間的相互作用.圖1是在平靜海面上某實驗船的示意圖.磁流體推進器由磁體.電極和矩形通道組成. 如圖2所示.通道尺寸a=2.0m.b=0.15m.c=0.10m.工作時.在通道內沿z軸正方向加B=0.8 T的勻強磁場,沿x軸負方向加勻強電場.使兩極板間的電壓U=99.6V,海水沿y軸方向流過通道.已知海水的電阻率ρ=0.20 Ω·m. (1)船靜止時.求電源接通瞬間推進器對海水推力的大小和方向, (2)船以vs=5.0m/s的速度勻速前進.以船為參照物.海水以5.0 m/s的速率涌入進水口.由于通道的截面積小于進水口的截面積.在通道內海水的速率增加到vd=8.0m/s.求此時金屬板間的感應電動勢U感. (3)船行駛時.通道中海水兩側的電壓按U '=U-U感計算.海水受到電磁力的80%可以轉換為船的動力.當船以vs=5.0m/s的速度勻速前進時.求海水推力的功率. 解析: (1)根據安培力公式,推力F1=I1Bb,其中I1=,R＝ρ 則F1= N 對海水推力的方向沿y軸正方向 (2)U感=B b=9.6 V (3)根據歐姆定律.I2= A 安培推力F2=I2Bb=720 N 對船的推力F=80%F2=576 N 推力的功率P=Fvs=80%F2vs=2 880 W 21如圖所示的電路中.兩平行金屬板A.B水平放置.兩板間的距離d=40 cm.電源電動勢E=24V,內電阻r=1 Ω.電阻R=15 Ω.閉合開關S.待電路穩定后.將一帶正電的小球從B板小孔以初速度v0=4 m/s豎直向上射入板間.若小球帶電量為q=1×10-2 C,質量為m=2×10-2 kg,不考慮空氣阻力.那么.滑動變阻器接入電路的阻值為多大時.小球恰能到達A板?此時.電源的輸出功率是多大?(取g=10 m/s2). 解:(1)小球進入板間后.受重力和電場力作用.且到A板時速度為零. 設兩板間電壓為UAB 由動能定理得 -mgd-qUAB=0- ① ∴滑動變阻器兩端電壓 U滑=UAB=8 V ② 設通過滑動變阻器電流為I,由歐姆定律得 I= ③ 滑動變阻器接入電路的電阻 ④ (2)電源的輸出功率 P出=I2(R+R滑)=23 W ⑤ 22電熱毯.電飯鍋等是人們常用的電熱式家用電器.他們一般具有加熱和保溫功能.其工作原理大致相同.圖①為某種電熱式電器的簡化電路圖.主要元件有電阻絲R1.R2 和自動開關S. (1)當自動開關S閉合和斷開時.用電器分別處于什么狀態? (2)用電器由照明電路供電.設加熱時用電器的電功率為 400W.保溫時用電器的電功率為40W.則 R1和 R2 分別為多大? (3)若將圖①中的自動開關 S換成理想的晶體二極管D.如圖②所示.其它條件不變.求該用電器工作1小時消耗的電能. 解析: (1)S閉合.處于加熱狀態 ------------------① S斷開.處于保溫狀態 ------------------② (2)由電功率公式得 ------------------③ ------------------④ 聯立③④得R1=121Ω.R2=1 089Ω (3)kW·h(或7.92×105J) 23(2005夏季高考物理江蘇卷14)．如圖所示.R為電阻箱.V為理想電壓表．當電阻箱讀數為R1=2Ω時.電壓表讀數為U1=4 V,當電阻箱讀數為R2=5Ω時.電壓表讀數為U2=5 V．求: (1)電源的電動勢E和內阻r (2)當電阻箱R讀數為多少時.電源的輸出功率最大?最大值Pm為多少? 解析: (1)由閉合電路歐姆定律:. 聯立以上兩式并代入數據解得:. (2)由電功率表達式: 將上式變形為: 由上式可知時有最大值: 【查看更多】

圖示為高速攝影機拍攝到的子彈穿過蘋果瞬間的照片.該照片經過放大后分析出，在曝光時間內，子彈影像前后錯開的距離約為子彈長度的1%～2%.已知子彈飛行的速度約為500 m/s，因此可估算出這幅照片的曝光時間最接近[2007年高考·北京理綜卷](　　)

A.10^－³ s　　　B.10^－⁶ s　　　C.10^－⁹ s　　　D.10^－¹² s

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(07北京理綜18)圖示為高速攝影機拍攝到的子彈穿透蘋果瞬間的照片.該照片經放大后分析出,在曝光時間內,子彈影像前后錯開的距離約為子彈長度的1%～2%.已知子彈飛行速度約為500 m/s,由此可估算出這幅照片的曝光時間最接近（）

A.10^-3 s B.10^-6 s C.10^-9 s D.10^-12 s??

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(07北京理綜18)圖示為高速攝影機拍攝到的子彈穿透蘋果瞬間的照片.該照片經放大后分析出,在曝光時間內,子彈影像前后錯開的距離約為子彈長度的1%～2%.已知子彈飛行速度約為500 m/s,由此可估算出這幅照片的曝光時間最接近（）

A．10^-3 s

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（2007?北京）環保汽車將為2008年奧運會場館服務．某輛以蓄電池為驅動能源的環保汽車，總質量m=3×10³kg．當它在水平路面上以v=36km/h的速度勻速行駛時，驅動電機的輸入電流I=50A，電壓U=300V．在此行駛狀態下：
（1）求驅動電機的輸入功率P_電；
（2）若驅動電機能夠將輸入功率的90%轉化為用于牽引汽車前進的機械功率P_機，求汽車所受阻力與車重的比值（g取10m/s²）；
（3）設想改用太陽能電池給該車供電，其他條件不變，求所需太陽能電池板的最小面積．結合計算結果，簡述你對該設想的思考．
已知太陽輻射的總功率P₀=4×10²⁶W，太陽到地球的距離r=1.5×10¹¹m，太陽光傳播到達地面的過程中大約有30%的能量損耗，該車所用太陽能電池的能量轉化效率約為15%．

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