【題目】如圖所示，固定在同一水平面內(nèi)的兩根平行長直金屬導(dǎo)軌的間距為L，其左端接有阻值為R的電阻，整個裝置處在豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場中.一質(zhì)量為m的導(dǎo)體桿ab垂直于導(dǎo)軌放置，且與兩導(dǎo)軌保持良好按觸，桿與導(dǎo)軌之間的動摩擦因數(shù)為μ�，F(xiàn)導(dǎo)體桿在水平向左、垂直于桿的恒力F作用下從靜止開始運(yùn)動，沿導(dǎo)軌運(yùn)動距離s時，恰好達(dá)到最大速度(運(yùn)動過程中導(dǎo)體桿始終與導(dǎo)軌保持垂直)，設(shè)導(dǎo)體桿接入電路的電阻為r，導(dǎo)軌電阻不計，重力加速度為g。求：

(1)從靜止開始運(yùn)動距離s過程中回路中產(chǎn)生的焦耳熱；

(2)從靜止開始運(yùn)動距離s所需的時間；

(3)若將圖中定值電阻R換為電容為C的電容器(開始不帶電)，其它條件均不變，求在恒力F作用下，導(dǎo)體桿從靜止開始運(yùn)動距離s所需的時間。

【答案】（1） （2）（3）

【解析】

根據(jù)題中“勻強(qiáng)磁場中…導(dǎo)體桿”可知，本題考察勻強(qiáng)磁場中導(dǎo)體棒在導(dǎo)軌上運(yùn)動的問題，應(yīng)用法拉第電磁感應(yīng)定律、牛頓第二定律、平衡、動量定理、功能關(guān)系等知識列式計算。

(1)導(dǎo)體桿ab到達(dá)穩(wěn)定狀態(tài)時，、

設(shè)導(dǎo)體桿ab從靜止開始運(yùn)動距離s過程中回路中產(chǎn)生的焦耳熱為，則：

聯(lián)立解得：

(2)對導(dǎo)體桿ab從靜止開始運(yùn)動距離s過程，應(yīng)用動量定理得：

即

又

解得：

(3)將圖中定值電阻R換為電容為C的電容器(開始不帶電)后，在恒力F作用下，對導(dǎo)體桿受力分析，由牛頓第二定律可得：

又

解得：

據(jù)得，

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】兩根足夠長的平行光滑導(dǎo)軌，相距1 m水平放置。勻強(qiáng)磁場豎直向上穿過整個導(dǎo)軌所在的空間B=0.4T。金屬棒ab、cd質(zhì)量分別為0.1 kg和0.2 kg，電阻分別為0.4Ω和0.2Ω，并排垂直橫跨在導(dǎo)軌上。若兩棒以相同的初速度3 m/s向相反方向分開，不計導(dǎo)軌電阻，求：

（1）棒運(yùn)動達(dá)到穩(wěn)定后的ab棒的速度大��；

（2）金屬棒運(yùn)動達(dá)到穩(wěn)定的過程中，回路上釋放出的焦耳熱；

（3）金屬棒從開始運(yùn)動直至達(dá)到穩(wěn)定，兩棒間距離增加多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，圓弧形槽固定在地面上，COD為水平直徑，在光滑的半球形絕緣內(nèi)壁有質(zhì)量分別為mA、mB兩帶同種電荷的小球，各自帶電量為qA、qB，A、B兩小球與球心O點連線與豎直方向分別成37°、53°夾角，處于靜止?fàn)顟B(tài)，則

A. 質(zhì)量關(guān)系一定滿足mA> mB

B. 電荷量關(guān)系一定滿足qA> qB

C. 現(xiàn)用外力將小球B緩慢移動到球心O點正下方，A、B系統(tǒng)電勢能將減小

D. 突然向下撤去半球形凹槽，小球A、B將做曲線運(yùn)動，且A、B系統(tǒng)電勢能可能增大

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】交管部門強(qiáng)行推出了“電子眼”，機(jī)動車擅自闖紅燈的現(xiàn)象大幅度減少�，F(xiàn)有甲、乙兩汽車正沿同一平直馬路同向勻速行駛，甲車在前，乙車在后，它們行駛的速度均為10 m/s。當(dāng)兩車快要到一十字路時，甲車司機(jī)看到綠燈已轉(zhuǎn)換成了黃燈，于是緊急剎車(反應(yīng)時間忽略不計)，乙車司機(jī)為了避免與甲車相撞也緊急剎車，但乙車司機(jī)反應(yīng)較慢(反應(yīng)時間為0.5 s)。已知甲車緊急剎車時制動的加速度4 m/s2，乙車緊急剎車制動的加速度5m/s2，求：

(1)若甲司機(jī)看到黃燈時車頭距警戒線15 m。他采取上述措施能否避免闖紅燈？

(2)為保證兩車在緊急剎車過程中不相撞，甲、乙兩車行駛過程中應(yīng)保持多大距離？

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，一輕彈簧原長為2R，其一端固定在傾角為37°的固定直軌道AC的底端A處，另一端位于直軌道上B處，彈簧處于自然狀態(tài)，直軌道與一半徑為 的光滑圓弧軌道相切于C點，AC=7R，A、B、C、D均在同一豎直平面內(nèi)。質(zhì)量為m的小物塊P自C點由靜止開始下滑，最低到達(dá)E點（未畫出），隨后P沿軌道被彈回，最高點到達(dá)F點，AF=4R，已知P與直軌道間的動摩擦因數(shù)，重力加速度大小為g。（取sin370=0.6,cos370=0.8）

（1）求P第一次運(yùn)動到B點時速度的大小。

（2）求P運(yùn)動到Ｅ點時彈簧的彈性勢能。

（3）改變物塊P的質(zhì)量，將P推至E點，從靜止開始釋放。已知P自圓弧軌道的最高點D處水平飛出后，恰好通過G點。G點在C點左下方，與C點水平相距、豎直相距R，求P運(yùn)動到D點時速度的大小和改變后P的質(zhì)量。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，某同學(xué)在一張水平放置的白紙上畫了一個小標(biāo)記“·”(圖中O點)，然后用橫截面為等邊三角形ABC的三棱鏡壓在這個標(biāo)記上，小標(biāo)記位于AC邊上。D位于AB邊上，過D點做AC邊的垂線交AC于F。該同學(xué)在D點正上方向下順著直線DF的方向觀察。恰好可以看到小標(biāo)記的像；過O點做AB邊的垂線交直線DF于E；DE=2 cm，EF=1 cm。求三棱鏡的折射率。(不考慮光線在三棱鏡中的反射)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】（6分）某物理小組的同學(xué)設(shè)計了一個粗制玩具小車通過凹形橋最低點時的速度的實驗。所用器材有：玩具小車、壓力式托盤秤、凹形橋模擬器（圓弧部分的半徑為R=0.20m）。

完成下列填空：

（1）將凹形橋模擬器靜置于托盤秤上，如圖（a）所示，托盤秤的示數(shù)為1.00kg；

（2）將玩具小車靜置于凹形橋模擬器最低點時，托盤秤的示數(shù)如圖（b）所示，該示數(shù)為_____kg;

（3）將小車從凹形橋模擬器某一位置釋放，小車經(jīng)過最低點后滑向另一側(cè)，此過程中托盤秤的最大示數(shù)為m；多次從同一位置釋放小車，記錄各次的m值如下表所示：

序號

1

2

3

4

5

m（kg）

1.80

1.75

1.85

1.75

1.90

（4）根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可求出小車經(jīng)過凹形橋最低點時對橋的壓力為_____N；小車通過最低點時的速度大小為_______m/s。（重力加速度大小取9.80m/s2 ，計算結(jié)果保留2位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，含有、、的帶電粒子束從小孔O1處射入速度選擇器，沿直線O1O2運(yùn)動的粒子在小孔O2處射出后垂直進(jìn)入偏轉(zhuǎn)磁場，最終打在P1、P2兩點．則（ ）

A．打在P1點的粒子是

B．打在P2點的粒子是和

C．O2P2的長度是O2P1長度的2倍

D．粒子在偏轉(zhuǎn)磁場中運(yùn)動的時間都相等

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】熱敏電阻是傳感電路中常用的電子元件．現(xiàn)用伏安法研究熱敏電阻在不同溫度下的伏安特性曲線，要求伏安特性曲線盡可能完整．已知常溫下待測熱敏電阻的阻值為4～5 Ω，熱敏電阻和溫度計插入帶塞的保溫杯中，杯內(nèi)有一定量的冷水，其他備用的儀表和器具有：

A．電流表A1，量程0.6 A，內(nèi)阻約1 Ω

B．電流表A2，量程3 A，內(nèi)阻約2 Ω

C．電壓表V1，量程15 V，內(nèi)阻約15 kΩ

D．電壓表V2、量程3 V，內(nèi)阻約5 kΩ

E．滑動變阻器R1(0～100 Ω)

F．滑動變阻器R2(0～20 Ω)

G．電源E(3 V，內(nèi)阻可忽略)

H．盛有熱水的水杯(圖中未畫出)

I．開關(guān)、導(dǎo)線若干

(1)實驗中應(yīng)選用的電流表為________(填“A1”或“A2”)，應(yīng)選用的電壓表為________(填“V1”或“V2”)，應(yīng)選用的滑動變阻器為________(填“R1”或“R2”)．

(2)畫出實驗電路原理圖，要求測量誤差盡可能小．

(3)根據(jù)電路原理圖，在實物圖上連線．

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同步練習(xí)冊答案