如圖所示，固定的水平光滑金屬導(dǎo)軌，間距為L，左端接有阻值為 R的電阻，處在方向豎直、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒與固定彈簧相連，放在導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌與導(dǎo)體棒的電阻均可忽略.初始時(shí)刻，彈簧恰處于自然長(zhǎng)度，導(dǎo)體棒具有水平向右的初速度v0.在沿導(dǎo)軌往復(fù)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸.

（1）求初始時(shí)刻導(dǎo)體棒受到的安培力.

（2）若導(dǎo)體棒從初始時(shí)刻到速度第一次為零時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能為Ep，則這一過(guò)程中安培力所做的功W1和電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q1分別為多少？

（3）導(dǎo)體棒往復(fù)運(yùn)動(dòng)，最終將靜止于何處？從導(dǎo)體棒開始運(yùn)動(dòng)直到最終靜止的過(guò)程中，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q為多少？                          


【解析】

導(dǎo)體棒以初速度υ0做切割磁感線運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，回路中的感應(yīng)電流使導(dǎo)體棒受到安培力的作用安培力做功使系統(tǒng)機(jī)械能減少，最終將全部機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱．由平衡條件知，棒最終靜止時(shí)，彈簧的彈力為零，即此時(shí)彈簧處于初始的原長(zhǎng)狀態(tài)．

（1）初始時(shí)刻棒中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=Lv0B　　　　�、�   

棒中感應(yīng)電流　　　　　②                            

作用于棒上的安培力F=ILB　　　　　③

聯(lián)立①②③，得，安培力方向：水平向左

（2）由功和能的關(guān)系，得安培力做功

電阻 R上產(chǎn)生的焦耳熱

（3）由能量轉(zhuǎn)化及平衡條件等，可判斷：棒最終靜止于初始位置


練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


13．如下圖所示，MN、PQ是相互交叉成60°角的光滑金屬導(dǎo)軌，O是它們的交點(diǎn)且接觸良好。兩導(dǎo)軌處在同一水平面內(nèi)，并置于有理想邊界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中（圖中經(jīng)過(guò)O點(diǎn)的虛線即為磁場(chǎng)的左邊界）。質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒ab與導(dǎo)軌始終保持良好接觸，并在絕緣彈簧S的作用下從距離O點(diǎn)L0處沿導(dǎo)軌以速度v0向左勻速運(yùn)動(dòng)。磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向如圖。當(dāng)導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)時(shí)，彈簧恰好處于原長(zhǎng)，導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒單位長(zhǎng)度的電阻均為r。求：

（1）導(dǎo)體棒ab第一次經(jīng)過(guò)O點(diǎn)前，通過(guò)它的電流大小；

（2）導(dǎo)體棒ab第一次經(jīng)過(guò)O點(diǎn)前，通過(guò)它的電量；

（3）從導(dǎo)體棒第一次經(jīng)過(guò)O點(diǎn)開始直到它靜止的過(guò)程中，導(dǎo)體棒ab中產(chǎn)生的熱量。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


一個(gè)標(biāo)有“2.5V，0.3A”字樣的小燈泡，現(xiàn)要測(cè)定其在0到2.5V的范圍內(nèi)不同電壓下的電功率，有下列器材可供選擇：

A．電壓表V（0~3V，內(nèi)阻RV=3kΩ）

B．電流表G（0~500μA，內(nèi)阻RG=600Ω）

C．電阻箱R1（0~99.99Ω）

D．滑動(dòng)變阻器R2（10Ω，2A）

E．滑動(dòng)變阻器R3（1kΩ，0.5A）

F．電源（直流4V，內(nèi)阻不計(jì)）

（1）為保證實(shí)驗(yàn)安全、準(zhǔn)確、操作方便，應(yīng)選用的器材除小燈泡、電源、電流表、開關(guān)、導(dǎo)線外，還需要         （均用器材對(duì)應(yīng)的字母填寫）

（2）根據(jù)你設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路，完成上面實(shí)物圖的連線。

（3）根據(jù)你的設(shè)計(jì)，若從儀表盤上讀到的數(shù)據(jù)分別為U、IG，則小燈泡在該條件下的功率表達(dá)式為               （均用字母表示）。表達(dá)式中除U、IG外，其他符號(hào)的意義為                                                         。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


圓心為O、半徑為r的圓形區(qū)域中有一個(gè)磁感強(qiáng)度為B、方向?yàn)榇怪庇诩埫嫦蚶锏膭驈?qiáng)磁場(chǎng)，與區(qū)域邊緣的最短距離為L的O＇處有一豎直放置的熒屏MN，今有一質(zhì)量為m的電子以速率v從左側(cè)沿OO＇方向垂直射入磁場(chǎng)，越出磁場(chǎng)后打在熒光屏上之P點(diǎn)，如圖所示，求O＇P的長(zhǎng)度和電子通過(guò)磁場(chǎng)所用的時(shí)間。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


如圖所示，與直導(dǎo)線共面的輕質(zhì)閉合金屬圓環(huán)豎直放置，兩點(diǎn)彼此絕緣，環(huán)心位于的上方。當(dāng)中通有電流且強(qiáng)度不斷增大的過(guò)程中，關(guān)于圓環(huán)運(yùn)動(dòng)的情況以下敘述正確的是（    ）         

 A．向下平動(dòng)     

B．向上平動(dòng)                                    

C．轉(zhuǎn)動(dòng)：上半部向紙內(nèi)，下半部向紙外  

 D．轉(zhuǎn)動(dòng)：下半部向紙內(nèi)，上半部向紙外

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


（1）如圖甲所示，在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”實(shí)驗(yàn)中，同組同學(xué)已經(jīng)完成部分導(dǎo)線的連接，請(qǐng)你在實(shí)物接線圖中完成余下導(dǎo)線的連接。

（2）某同學(xué)從標(biāo)稱為“220 V 25 W”、“220 V 500 W”的3只燈泡中任選一只，正確使用多用電表測(cè)量燈泡阻值如圖乙所示。該燈泡的阻值是___________，標(biāo)稱的額定功率為______________

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


一毫安表頭滿偏電流為9.90 mA，內(nèi)阻約為300 Ω．要求將此毫安表頭改裝成量程為1 A的電流表，其電路原理如圖所示．圖中，  是量程為2 A的標(biāo)準(zhǔn)電流表，R0為電阻箱，R為滑動(dòng)變阻器，S為開關(guān)，E為電源．

⑴完善下列實(shí)驗(yàn)步驟：

①虛線框內(nèi)的實(shí)物圖按電路原理圖連線；

②滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)頭調(diào)至        端（填“a”或“b”），電阻箱R0的阻值調(diào)至零；

③合上開關(guān)；

④調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)頭，增大回路中的電流，使標(biāo)準(zhǔn)電流表讀數(shù)為1 A；

⑤調(diào)節(jié)電阻箱R0的阻值，使毫安表指針接近滿偏，此時(shí)標(biāo)準(zhǔn)電流表的讀數(shù)會(huì)      （填“增大”、“減小”或“不變”）；

⑥多次重復(fù)步驟④⑤，直至標(biāo)準(zhǔn)電流表的讀數(shù)為        ，同時(shí)毫安表指針滿偏．

⑵回答下列問(wèn)題：

①在完成全部實(shí)驗(yàn)步驟后，電阻箱使用阻值的讀數(shù)為3.1 Ω，由此可知毫安表頭的內(nèi)阻為        ．

②用改裝成的電流表測(cè)量某一電路中的電流，電流表指針半偏，此時(shí)流過(guò)電阻箱的電流

為                 

③對(duì)于按照以上步驟改裝后的電流表，寫出一個(gè)可能影響它的準(zhǔn)確程度的因素：

                                                                  。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


跳傘運(yùn)動(dòng)員從2000m高處跳下，開始下落過(guò)程未打開降落傘，假設(shè)初速度為零，所受空氣阻力與下落速度大小成正比，最大降落速度為vm=50m/s。運(yùn)動(dòng)員降落到離地面s=200m高處才打開降落傘，在1s內(nèi)速度均勻減小到v1=5.0m/s，然后勻速下落到地面，試求運(yùn)動(dòng)員在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


飛行員進(jìn)行素質(zhì)訓(xùn)練時(shí)，抓住秋千桿由水平狀態(tài)下擺，到達(dá)豎直狀態(tài)的過(guò)程中如圖所示，飛行員所受重力的瞬時(shí)功率變化情況是（    ）   

A.一直增大　　　　　　　　B.一直減小

C.先增大后減小　　　　　　D.先減小后增大

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同步練習(xí)冊(cè)答案