（10分）如圖所示,寬度L=1m的足夠長的U形金屬框架水平放置,左端接有R=0.8Ω的電阻R,框架處在豎直向上的勻強磁場中,磁感應強度B=1T,框架導軌上放置一根質(zhì)量m=0.2Kg、電阻r=0.2Ω的金屬金屬棒ab，棒ab與導軌間的動摩擦因數(shù)為＝0.5，現(xiàn)用一恒力F=3N的力使棒從靜止開始沿導軌運動（棒始終與導軌接觸良好且垂直），經(jīng)過一段時間棒獲得穩(wěn)定速度，此過程中，通過棒的電量q=2.8C（框架電阻不計，g=10m/s2）問：

（1）棒ab達到的穩(wěn)定速度是多大？

（2）從開始到速度穩(wěn)定時，電阻R產(chǎn)生的熱量是多少？

 

【答案】

（1）2m/s；（2）2.88J；

【解析】

試題分析：(1)金屬棒運動時切割產(chǎn)生的電動勢E=BLv,?? 電路中電流

由牛頓第二定律得:F-BIL-mg=ma

當a=0時速度最大,代入數(shù)據(jù)解得:最大速度v=2m/s????????????? (5分)

(2)設從開始運動到速度最大金屬棒運動的距離為x,由動能定理得:

電阻R產(chǎn)生的熱量Q1=

??? 解得:Q=2.88J (5分)

考點：牛頓第二定律、閉合電路歐姆定律、動能定理

 

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：

利用氣墊導軌（摩擦可以忽略）驗證系統(tǒng)機械能守恒定律，實驗裝置如圖所示：
（1）實驗步驟：
①將氣墊導軌放在水平桌面上，桌面高度不低于lm，將導軌調(diào)至水平；
②測量出擋光條的寬度l；
③由導軌標尺讀出兩光電門中心之間的距離s；
④將滑塊移至光電門1左側(cè)某處，待砝碼靜止不動時，釋放滑塊，要求砝碼落地前擋光條已通過光電門2；
⑤從計算機上（圖1中未畫出）上分別讀出擋光條通過光電門1和光電門2所用的時間△t1和△t2；
⑥用天平稱出滑塊和擋光條的總質(zhì)量M，再稱出托盤和砝碼的總質(zhì)量m．
（2）用表示直接測量量的字母寫出下列所示物理量的表達式：
①當滑塊通過光電門1和光電門2時，系統(tǒng)（包括滑塊、擋光條、托盤和砝碼）的總動能分別為Ek1=
1
2
（M+m）（
l
△t1
）2
1
2
（M+m）（
l
△t1
）2
和Ek2=
1
2
（M+m）（
l
△t1
）2
1
2
（M+m）（
l
△t1
）2
．
②在滑塊從光電門1運動到光電門2的過程中，系統(tǒng)勢能的減少△Ep=
mgs
mgs
（重力加速度為g）．
（3）如果△Ep
=Ek2-Ek1
=Ek2-Ek1
 （用EK1和EK2表示），則可認為驗證了系統(tǒng)機械能守恒定律．

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2010?崇明縣一模）光電計時器是一種常用計時儀器，其結(jié)構(gòu)如圖所示，a、b分別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置，當一輛帶有擋光片的小車從a、b間通過時，光電計時器就可以顯示擋光片的擋光時間．現(xiàn)有一輛小車通過光電門，計時器顯示的擋光時間是2.00×10-2s，用最小刻度為l mm的刻度尺測量小車上擋光片的寬度d，示數(shù)如圖所示．

（1）讀出擋光片的寬度d=
1.20
1.20
cm，小車通過光電門時的速度v=
0.6
0.6
m/s；
（2）當小車相繼通過相距16cm的兩個光電門時，用時△t=0.2s，兩個光電計時器上記錄下的讀數(shù)分別是2.00×10-2s和1.20×10-2s，則小車在這段距離中的平均加速度為
2
2
m/s2．

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)像打點計時器一樣，光電計時器也是一種研究物體運動情況的常用計時儀器，其結(jié)構(gòu)如圖所示，a、b分別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置，當有物體從a、b間通過時，光電計時器就可顯示物體擋光時間．現(xiàn)利用圖示裝置測量滑塊和長1m左右的木板間的動摩擦因，圖中MN是水平桌面，Q是木板與桌面的接觸點，1和2是固定在木板上適當位置的兩個光電門，與之連接的兩個光電計時器沒有畫出．此外在木板頂端的P點還懸掛著一個鉛錘，讓滑塊從木板的頂端滑下，光電門1、2各自連接的計時器顯示的擋光時間分別為5.0×10-2s和2.0×10-2s．用游標卡尺測量小滑塊的寬度d，卡尺數(shù)如圖所示．
（1）讀出滑塊的寬度d=
 
cm．
（2）滑塊通過光電門1的速度v1=
 
m/s，滑塊通過光電門2的速度v2=
 
m/s．（取三位有效數(shù)字）
（3）若僅提供一把米尺，已知當?shù)刂亓铀俣葹間，為完成測量，除了研究v1、v2和兩個光電門之間的距離L外，還需要測量的物理量是
 
（說明各量的物理意義，同時指時代表物理量的字母）．
（4）用（3）中各量求解動摩擦因數(shù)的表達式
 
（字母表示）．

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科目：高中物理 來源：2013屆上海外國語大學附屬大境中學高三赴蚌埠二中交流物理試卷（帶解析） 題型：填空題

光電計時器是一種常用計時儀器，現(xiàn)有一輛小車通過光電門，計時器顯示的擋光時間是2.0×10-2s，用最小刻度為l mm的刻度尺測量小車上擋光片的寬度d，示數(shù)如圖所示。

（1）讀出擋光片的寬度d=________cm，小車通過光電門時的速度v=__________m/s ；
（2）小車做勻變速直線運動，相繼通過相距16cm的兩個光電門時，兩個光電計時器上記錄下的讀數(shù)分別是2.0×10-2s和1.20×10-2s，則小車在這段距離中的加速度為_____________m/s2。

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