如圖，光滑的平行金屬導(dǎo)軌水平放置，電阻不計(jì)，導(dǎo)軌間距為l，左側(cè)接一阻值為R的電阻。區(qū)域cdef內(nèi)存在垂直軌道平面向下的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)寬度為s。一質(zhì)量為m，電阻為r的金屬棒MN置于導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，受到F＝0.5v＋0.4（N）（v為金屬棒運(yùn)動(dòng)速度）的水平力作用，從磁場(chǎng)的左邊界由靜止開始運(yùn)動(dòng)，測(cè)得電阻兩端電壓隨時(shí)間均勻增大。（已知l＝1m，m＝1kg，R＝0.3W，r＝0.2W，s＝1m）

（1）分析并說明該金屬棒在磁場(chǎng)中做何種運(yùn)動(dòng)；

（2）求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大�。�

（3）若撤去外力后棒的速度v隨位移x的變化規(guī)律滿足v＝v0－x，且棒在運(yùn)動(dòng)到ef處時(shí)恰好靜止，則外力F作用的時(shí)間為多少？

（4）若在棒未出磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)撤去外力，畫出棒在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中速度隨位移的變化所對(duì)應(yīng)的各種可能的圖線。


解析：（1）金屬棒做勻加速運(yùn)動(dòng)， R兩端電壓UµIµeµv，U隨時(shí)間均勻增大，即v隨時(shí)間均勻增大，加速度為

恒量；

（2）F－＝ma，以F＝0.5v＋0.4

代入得（0.5－）v＋0.4＝a

a與v無關(guān)，所以a＝0.4m/s2，（0.5－）＝0

得B＝0.5T

（3）x1＝at2，v0＝x2＝at，x1＋x2＝s，所以at2＋at＝s

得：0.2t2＋0.8t－1＝0，t＝1s，

（4）可能圖線如下：


練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：


圖5為氣流加熱裝置的示意圖，使用電阻絲加熱導(dǎo)氣管，視變壓器為理想變壓器，原線圈接入電壓有效值恒定的交流電并保持匝數(shù)不變，調(diào)節(jié)觸頭P，使輸出電壓有效值由220V降至110V，調(diào)節(jié)前后

A．副線圈中的電流比為1∶2                  B．副線圈輸出功率比為2∶1

C．副線圈的接入匝數(shù)比為2∶1                D．原線圈輸入功率比為1∶2

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖甲所示，A、B是一對(duì)平行放置的金屬板，中心各有一小孔P、Q，PQ連線垂直金屬板，從P點(diǎn)處連續(xù)不斷地有質(zhì)量為m、帶電量為＋q地帶電粒子（重力不計(jì)）沿PQ方向放出，初速可忽略，在A、B間某時(shí)間t＝0開始加有如圖乙所示的交變電壓，其電壓大小為U，周期為T，帶電粒子在A、B間運(yùn)動(dòng)過程中，粒子之間的相互作用力可忽略不計(jì).

（1）請(qǐng)分別描述在0、T/8、T/4、3T/8時(shí)刻進(jìn)入小孔P的粒子在兩極板間的運(yùn)動(dòng)情況（設(shè)兩板間距離足夠大）。

（2）若在3T/8時(shí)刻前進(jìn)入小孔P的粒子都可以從小孔Q中射出，則兩板的間距d是多少？每個(gè)周期有多長時(shí)間有粒子從小孔Q中射出？

（3）若兩板的間距d=5cm，U=2.5V。一質(zhì)量m=2.0×10-27kg、電量q=+1.6×10-19C的帶電粒子在t0=0時(shí)刻從緊臨B板處無初速釋放，剛好在2T時(shí)刻到達(dá)A板，則周期T應(yīng)為多少？

（4）根據(jù)第（3）問的條件和結(jié)果，在T/5時(shí)刻進(jìn)入小孔P的粒子，經(jīng)過多長時(shí)間才能到達(dá)小孔Q。

34.如圖所示，半徑R = 0.8m的四分之一光滑圓弧軌道位于豎直平面內(nèi)，與長CD = 2.0m的絕緣水平面平滑連接。水平面右側(cè)空間存在互相垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度E = 40N/C，方向豎直向上，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B = 1.0T，方向垂直紙面向外。兩個(gè)質(zhì)量均為m = 2.0×10-6kg的小球a和b，a球不帶電，b球帶q = 1.0×10-6C的正電，并靜止于水平面右邊緣處。將a球從圓弧軌道頂端由靜止釋放，運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)與b球發(fā)生正碰，碰撞時(shí)間極短，碰后兩球粘合在一起飛入復(fù)合場(chǎng)中，最后落在地面上的P點(diǎn)。已知小球a在水平面上運(yùn)動(dòng)時(shí)所受的摩擦阻力f = 0.1mg， PN =，取g =10m/s2。a、b均可作為質(zhì)點(diǎn)。求：

（1）小球a與b相碰后瞬間速度的大小v；

（2）水平面離地面的高度h；

（3）從小球a開始釋放到落地前瞬間的整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中，ab系統(tǒng)損失的機(jī)械能ΔE。

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科目：高中物理 來源： 題型：


某種小發(fā)電機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)平面圖如圖1所示，永久磁體的內(nèi)側(cè)為半圓柱面形狀，它與共軸的圓柱形鐵芯間的縫隙中存在輻向分布、大小近似均勻的磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B = 0.5T。磁極間的缺口很小，可忽略。如圖2所示，單匝矩形導(dǎo)線框abcd繞在鐵芯上構(gòu)成轉(zhuǎn)子，ab = cd = 0.4m，bc = 0.2m。鐵芯的軸線OO′ 在線框所在平面內(nèi)，線框可隨鐵芯繞軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。將線框的兩個(gè)端點(diǎn)M、N接入圖中裝置A，在線框轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中，裝置A能使端點(diǎn)M始終與P相連，而端點(diǎn)N始終與Q相連�，F(xiàn)使轉(zhuǎn)子以ω=200π rad/s的角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。在圖1中看，轉(zhuǎn)動(dòng)方向是順時(shí)針的，設(shè)線框經(jīng)過圖1位置時(shí)t = 0。（取π = 3）

（1）求t = s時(shí)刻線框產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；

（2）在圖3給出的坐標(biāo)平面內(nèi)，畫出P、Q兩點(diǎn)電勢(shì)差UPQ隨時(shí)間變化的關(guān)系圖線（要求標(biāo)出橫、縱坐標(biāo)標(biāo)度，至少畫出一個(gè)周期）；

（3）如圖4所示為豎直放置的兩塊平行金屬板X、Y，兩板間距d = 0.17m。將電壓UPQ加在兩板上，P與X相連，Q與Y相連。將一個(gè)質(zhì)量m = 2.4×10-12kg，電量q = +1.7×10-10C的帶電粒子，在t0 = 6.00×10 -3s時(shí)刻，從緊臨X板處無初速釋放。求粒子從X板運(yùn)動(dòng)到Y板經(jīng)歷的時(shí)間。（不計(jì)粒子重力）

 



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科目：高中物理 來源： 題型：


磁懸浮列車動(dòng)力原理如下圖所示，在水平地面上放有兩根平行直導(dǎo)軌，軌間存在著等距離的正方形勻強(qiáng)磁場(chǎng)Bl和B2，方向相反，B1=B2=lT，如下圖所示。導(dǎo)軌上放有金屬框abcd，金屬框電阻R=2Ω，導(dǎo)軌間距L=0.4m，當(dāng)磁場(chǎng)Bl、B2同時(shí)以v=5m/s的速度向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，求

(1)如果導(dǎo)軌和金屬框均很光滑，金屬框?qū)Φ厥欠襁\(yùn)動(dòng)?若不運(yùn)動(dòng)，請(qǐng)說明理由；如運(yùn)動(dòng)，原因是什么?運(yùn)動(dòng)性質(zhì)如何?

(2)如果金屬框運(yùn)動(dòng)中所受到的阻力恒為其對(duì)地速度的K倍，K=0.18，求金屬框所能達(dá)到的最大速度vm是多少?

(3)如果金屬框要維持(2)中最大速度運(yùn)動(dòng)，它每秒鐘要消耗多少磁場(chǎng)能?

 


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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖所示，兩平行的光滑金屬導(dǎo)軌安裝在一光滑絕緣斜面上，導(dǎo)軌間距為l、      足夠長且電阻忽略不計(jì)，導(dǎo)軌平面的傾角為，條形勻強(qiáng)磁場(chǎng)的寬度為d，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向與導(dǎo)軌平面垂直。長度為2d的絕緣桿將導(dǎo)體棒和正方形的單匝線框連接在一起組成“”型裝置，總質(zhì)量為m，置于導(dǎo)軌上。導(dǎo)體棒中通以大小恒為I的電流（由外接恒流源產(chǎn)生，圖中未圖出）。線框的邊長為d（d < l），電阻為R，下邊與磁場(chǎng)區(qū)域上邊界重合。將裝置由靜止釋放，導(dǎo)體棒恰好運(yùn)動(dòng)到磁場(chǎng)區(qū)域下邊界處返回，導(dǎo)體棒在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中始終與導(dǎo)軌垂直。重力加速度為g。

求：（1）裝置從釋放到開始返回的過程中，線框中產(chǎn)生的焦耳熱Q；

   （2）線框第一次穿越磁場(chǎng)區(qū)域所需的時(shí)間t1 ；

   （3）經(jīng)過足夠長時(shí)間后，線框上邊與磁場(chǎng)區(qū)域下邊界的最大距離m 。

                 

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如圖所示，長度都為L的兩金屬棒C、D兩端分別連接兩根輕質(zhì)的細(xì)軟導(dǎo)線，懸掛在水平固定光滑絕緣的圓柱體兩側(cè)，空間存在兩個(gè)邊界水平、上下高度都為d的兩個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域Ⅰ和Ⅱ，磁場(chǎng)方向與金屬棒及其兩端的豎直導(dǎo)線所確定的平面垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度均為B，C的質(zhì)量為2m，D的質(zhì)量為m，C、D的電阻都為R，導(dǎo)線電阻不計(jì)，讓兩金屬棒從靜止（軟導(dǎo)線棚緊）開始釋放，經(jīng)過一段時(shí)間，C剛進(jìn)入Ⅰ區(qū)磁場(chǎng)，而D尚未進(jìn)入Ⅱ區(qū)磁場(chǎng)，從此時(shí)開始直到D離開Ⅰ區(qū)磁場(chǎng)，C、D都做勻速直線運(yùn)動(dòng)。求：

⑴C進(jìn)入磁場(chǎng)之前，每根導(dǎo)線中的張力T

⑵釋放的位置，C離Ⅰ區(qū)磁場(chǎng)上邊緣的距離h

⑶全過程中產(chǎn)生的焦耳熱Q

⑷全過程中動(dòng)過導(dǎo)線截面的電量q

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖所示，質(zhì)量為M傾角為的斜面體放在水平地面上，質(zhì)量為m的物體A放在的斜面上時(shí)，恰好能勻速下滑�，F(xiàn)用細(xì)線系住物體A，并平行于斜面向上繞過光滑的定滑輪，另一端系住質(zhì)量也為m的物體B，讓物體B以一定的初速度向下運(yùn)動(dòng)，在物體A、B運(yùn)動(dòng)過程中斜面體保持靜止不動(dòng)，下列敘述中正確的是：（    ）

A．物體A加速向上運(yùn)動(dòng)。

B．物體B處于超重狀態(tài)。

C．地面對(duì)斜面體沒有摩擦力作用。

D．地面對(duì)斜面體的摩擦力向左。

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科目：高中物理 來源： 題型：


實(shí)驗(yàn)室有以下器材：

A. 一滿偏電流為300A的電流計(jì)，它有兩檔內(nèi)阻的正接線柱，G0檔對(duì)應(yīng)內(nèi)阻為100、G1檔對(duì)應(yīng)內(nèi)阻為2.5 k.  

B. 電壓表量程3V，內(nèi)阻約10k；   

C. 電源電動(dòng)勢(shì)3V  

D. 滑動(dòng)變阻器 “50 ，1A”；     

E. 導(dǎo)線、開關(guān)若干

(1) 現(xiàn)使用伏安法測(cè)阻值約2 k的電阻，則測(cè)量電路部分應(yīng)選下圖中的          (填“甲”或“乙”)電路圖，考慮電壓表讀數(shù)誤差要求，電流計(jì)應(yīng)選       檔(填“G0”或“G1”)。         

(2) 由滑動(dòng)變阻器規(guī)格可知，控制電路應(yīng)設(shè)計(jì)成         接法較為合適(填 “限流” 或 “分壓” )。

(3) 如圖電流計(jì)讀數(shù)為           ，若電壓表讀數(shù)為1.12V，則該被測(cè)電阻阻值為          。(保留3位有效數(shù)字)

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