以下是一些高中物理焦耳定律的題目:
1. 如圖,兩根平行的金屬導軌處于勻強磁場中,導軌平面與水平面間的夾角為θ,金屬桿ab垂直于導軌放置在金屬導軌上,當ab桿在金屬導軌上滑動時,感應電流通過一個阻值為R的電阻,已知ab桿的質量為m,電阻為R,導軌的電阻不計,磁感應強度為B,則ab桿受到的摩擦力大小為:
A. B. C. D.
2. 如圖所示,兩根平行的金屬導軌處于同一水平面內,電阻不計的金屬棒ab、cd與導軌垂直并接觸良好,下列說法正確的是:
A. 當金屬棒ab向左運動時,cd一定向右運動。
B. 當金屬棒ab向左運動時,cd可能向右運動也可能向左運動。
C. 金屬棒ab受到的安培力方向一定沿導軌向上。
D. 金屬棒cd受到的安培力方向可能沿導軌向上也可能沿導軌向下。
3. 如圖所示,兩根平行的金屬導軌處于同一水平面內,電阻不計的金屬棒ab、cd與導軌垂直并接觸良好,金屬棒ab、cd的質量均為m,電阻均為R,條形磁鐵的一端固定在金屬棒ab上,另一端恰好位于金屬棒cd的正上方并與金屬棒cd相接觸。現將金屬棒ab、cd一起以初速度v0向右運動,當磁鐵從金屬棒cd的正上方開始釋放后,下列說法正確的是:
A. 金屬棒ab、cd組成的系統機械能守恒。
B. 金屬棒ab受到的安培力方向一定沿導軌向上。
C. 金屬棒cd受到的安培力方向可能沿導軌向上也可能沿導軌向下。
D. 經過一段時間后,磁鐵可能離開金屬棒cd。
請注意,以上題目只是高中物理焦耳定律的部分例子,可能不完全包含所有可能的題型和情境。對于焦耳定律的題目,通常會涉及到電流、電阻、熱量等概念,需要結合電路分析和力學知識進行解答。
題目:一個10歐姆的電阻連接在電源上,電源的電動勢為4V,內阻為1歐姆。假設電源突然短路,在電阻兩端產生了大量的熱。根據焦耳定律和歐姆定律,求電阻產生的熱量。
解答:
首先,我們需要知道焦耳定律的公式:Q = I2Rt,其中Q是熱量,I是電流,R是電阻,t是時間。
在這個問題中,電源突然短路后,電流會瞬間增大,因此我們需要用這個公式來求解電阻產生的熱量。
已知電阻的阻值為10歐姆,電源的內阻為1歐姆,電源的電動勢為4V。當電源短路時,電流會瞬間增大到最大值,這個最大值可以通過歐姆定律求得:I = E/(R+r),其中E是電動勢,R是電阻,r是內阻。帶入數據可得電流的最大值為:I = 4/11 A。
時間t在這個問題中可以視為無限接近于0,因為短路發生的時間非常短。
帶入公式Q = I2Rt,可得電阻產生的熱量為:Q = (4/11)2 × 10 J ≈ 0.83 kJ。
所以,電阻在電源短路時產生了約0.83千焦的熱量。