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(dǎo)軌處于勻強(qiáng)磁場中,導(dǎo)軌平面與水平面間的夾角為θ,金屬桿ab垂直于導(dǎo)軌放置在金屬導(dǎo)軌上,當(dāng)ab桿在金屬導(dǎo)軌上滑動(dòng)時(shí),感應(yīng)電流通過一個(gè)阻值為R的電阻,已知ab桿的質(zhì)量為m,電阻為R,導(dǎo)軌的電阻不計(jì),磁感應(yīng)強(qiáng)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(dǎo)軌處于同一水平面內(nèi),電阻不計(jì)的金屬棒ab、cd與導(dǎo)軌垂直并接觸良好,下列說法正確的是:
A. 當(dāng)金屬棒ab向左運(yùn)動(dòng)時(shí),cd一定向右運(yùn)動(dòng)。
B. 當(dāng)金屬棒ab向左運(yùn)動(dòng)時(shí),cd可能向右運(yùn)動(dòng)也可能向左運(yùn)動(dòng)。
C. 金屬棒ab受到的安培力方向一定沿導(dǎo)軌向上。
D. 金屬棒cd受到的安培力方向可能沿導(dǎo)軌向上也可能沿導(dǎo)軌向下。
3. 如圖所示,兩根平行的金屬導(dǎo)軌處于同一水平面內(nèi),電阻不計(jì)的金屬棒ab、cd與導(dǎo)軌垂直并接觸良好,金屬棒ab、cd的質(zhì)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(xiàn)將金屬棒ab、cd一起以初速度v0向右運(yùn)動(dòng),當(dāng)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(tǒng)機(jī)械能守恒。
B. 金屬棒ab受到的安培力方向一定沿導(dǎo)軌向上。
C. 金屬棒cd受到的安培力方向可能沿導(dǎo)軌向上也可能沿導(dǎo)軌向下。
D. 經(jīng)過一段時(shí)間后,磁鐵可能離開金屬棒cd。
請(qǐng)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(duì)于焦耳定律的題目,通常會(huì)涉及到電流、電阻、熱量等概念,需要結(jié)合電路分析和力學(xué)知識(shí)進(jìn)行解答。
題目:一個(gè)10歐姆的電阻連接在電源上,電源的電動(dòng)勢為4V,內(nèi)阻為1歐姆。假設(shè)電源突然短路,在電阻兩端產(chǎn)生了大量的熱。根據(jù)焦耳定律和歐姆定律,求電阻產(chǎn)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(shí)間。
在這個(gè)問題中,電源突然短路后,電流會(huì)瞬間增大,因此我們需要用這個(gè)公式來求解電阻產(chǎn)生的熱量。
已知電阻的阻值為10歐姆,電源的內(nèi)阻為1歐姆,電源的電動(dòng)勢為4V。當(dāng)電源短路時(shí),電流會(huì)瞬間增大到最大值,這個(gè)最大值可以通過歐姆定律求得:I = E/(R+r),其中E是電動(dòng)勢,R是電阻,r是內(nèi)阻。帶入數(shù)據(jù)可得電流的最大值為:I = 4/11 A。
時(shí)間t在這個(gè)問題中可以視為無限接近于0,因?yàn)槎搪钒l(fā)生的時(shí)間非常短。
帶入公式Q = I2Rt,可得電阻產(chǎn)生的熱量為:Q = (4/11)2 × 10 J ≈ 0.83 kJ。
所以,電阻在電源短路時(shí)產(chǎn)生了約0.83千焦的熱量。