高中 | 功率的概念与计算 题目答案及解析

稿件来源:高途

高中 | 功率的概念与计算题目答案及解析如下,仅供参考!

必修2

第七章 机械能守恒定律

7.3 功率

功率的概念与计算

如图所示,在水平面内存在垂直平面向里、大小为$B$的匀强磁场和与之正交的匀强电场$E$。一质量为$m$、带电荷量为$q$$q$ $\gt $ $0$)的粒子在水平面内做匀速率圆周运动,电场跟随带电粒子一起以角速度$\omega$绕圆心转动,电场方向与速度方向夹角$\theta$保持不变。带粒子在中性气体中运动时受到气体的粘滞阻力与速度大小成正比,方向与速度方向相反,即$F_{f}=$$kv$。不考虑带电粒子运动时的电磁辐射,不计重力。

$E=0$$k=$ $0$时,带电粒子运动的角速度$\omega_{0}$

[["

$\\omega_{0}= \\dfrac{qB}{m}$

"]]

题意知$E=0$$k=$ $0$时,带电粒子只受洛伦兹力作用,则有$qvB=m\dfrac{v^{2}}{r}$

因为$v=\dfrac{2\pi r}{T}$

联立整理得带电粒子运动的周期$T=\dfrac{2\pi m}{qB}$

带电粒子运动的角速度$\omega_{0}=\dfrac{2\pi}{T}=\dfrac{qB}{m}$

求带电粒子运动速度的大小$v$$\tan\theta$(用$m$$\omega$$k$$q$$B$$E$表示);

[["

$v= \\dfrac{qE\\cos\\theta}{k}$$\\tan\\theta= \\dfrac{m\\omega-qB}{k}$

"]]

带电粒子在水平面内做匀速率圆周运动,则粒子在运动方向上所受合力为零,则有$qE\cos \theta=kv$

解得带电粒子运动速度的大小$v=\dfrac{qE\cos\theta}{k}$

洛伦兹力与电场力的分力的合力提供向心力$qvB+qE\sin\theta=m\dfrac{v^{2}}{r}$

$\omega=\dfrac{v}{r}$

联立解得$\tan\theta=\dfrac{m\omega-qB}{k}$

求电场力的功率及功率的最大值;

[["

$\\dfrac{q^{2}E^{2}\\cos^{2}\\theta}{k}$$\\dfrac{q^{2}E^{2}}{k}$

"]]

因为功率$P=Fv\cos \theta$

故电场力的功率$P_{电}=qEv\cos\theta=\dfrac{q^{2}E^{2}\cos^{2}\theta}{k}$

$\theta=0^\circ$时,功率的最大值$P_{\rm m}=\dfrac{q^{2}E^{2}}{k}$

若电场力的功率减小为最大值的一半,求速度。

[["

$\\dfrac{qE}{2k\\cos\\theta}$

"]]

若电场力的功率减小为最大值的一半,则$P_{电1}=\dfrac{1}{2}P_{\rm{m}}=\dfrac{q^{2}E^{2}}{2k}=Eqv\cos\theta$

解得$v=\dfrac{qE}{2k\cos\theta}$

高中 | 功率的概念与计算题目答案及解析(完整版)

去刷题
相关题库:
全球最大水平臂上回转自升塔式起重机的开发和应用,意味着中国桥梁及铁路施工装备进一步迈向世界前列。该起重机某次从时刻由静止开始提升质量为的物体,其图像如图所示,内起重机的功率为额定功率,不计其他阻力,重力加速度为,则以下说法正确的是 某重力储能系统的简化模型如图所示,长度为、倾角为的斜坡上,有一质量为的重物通过线索与电动机连接。在电动机的牵引下,重物从斜坡底端点由静止开始运动,到达点时速度达到最大值,然后重物被匀速拉到点,此时关闭电动机,重物恰好能滑至顶端点,系统储存机械能。已知绳索与斜坡平行,重物与斜坡间的动摩擦因数为,重力加速度为,不计空气阻力和滑轮摩擦。 假设有一辆纯电动汽车质量,汽车沿平直的公路从静止开始启动,汽车启动后的速度记为,牵引力大小记为,图像如图所示,表示最大速度,平行于轴,反向延长线过原点。已知汽车运动过程中受到的阻力大小恒定,下列说法正确的是 某住宅小区采用无人电动送货车配送货物。送货车匀速通过同一平直路段,满载时所用的时间大约是空载时所用时间的倍,若该车功率不变,阻力与车重成正比,则满载时货物的质量约是空车质量的 巢湖观湖风电场是合肥市首个建成的风电项目,不仅填补了合肥市风力发电的空白,还能结合大电网供电,在一定程度上缓解了巢湖地区日益增长的用电负荷压力,推动了当地经济和绿色清洁能源的发展。如图所示,风力发电机的叶片半径为。某段时间内该区域的风速大小为,风恰好与叶片转动的圆面垂直,已知空气的密度为,风力发电机的发电效率为,下列说法正确的是 下列表达式中可能表示功率的是
今日推荐