【題目】如圖所示，處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的兩根足夠長(zhǎng)、電阻不計(jì)的平行金屬導(dǎo)軌相距1m，導(dǎo)軌平面與水平面成角，下端連接阻值為R的電阻，勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向與導(dǎo)軌平面垂直。質(zhì)量為0.2kg、電阻不計(jì)的金屬棒放在兩導(dǎo)軌上，棒與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸，它們之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.25。

（1）求金屬棒沿導(dǎo)軌由靜止開(kāi)始下滑時(shí)的加速度大小；

（2）當(dāng)金屬棒下滑速度達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，電阻R消耗的功率為8W，求該速度的大�。�

（3）在上問(wèn)中，若R＝2Ω，金屬棒中的電流方向由a到b，求磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小與方向。（g=10m/s2，sin＝0.6，cos＝0.8）

【答案】（1）（2）（3），磁場(chǎng)方向垂直導(dǎo)軌平面向上

【解析】

（1）因?yàn)榻饘侔魟傞_(kāi)始下滑的速度為零，所以不受到安培力作用，由牛頓第二定律得

代入數(shù)據(jù)解得

（2）金屬棒下滑速度穩(wěn)定時(shí)，棒受力平衡，根據(jù)平衡條件有

又因?yàn)榻饘侔艨朔才嗔ψ龉Φ墓β实扔陔娐分须娮?/span>R消耗的電功率

代入數(shù)據(jù)解得

（3）設(shè)電路中電流為I，兩導(dǎo)軌間金屬棒的長(zhǎng)為l，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，則

因?yàn)?/span>，聯(lián)立解得

磁場(chǎng)方向垂直導(dǎo)軌平面向上。

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：

【題目】如圖所示，光滑的水平面AB與半徑R=0.5m的光滑豎直半圓軌道BCD在B點(diǎn)相切，D點(diǎn)為半圓軌道最高點(diǎn)，A點(diǎn)的右側(cè)連接一粗糙的水平面，用細(xì)線連接甲、乙兩物體，中間夾一輕質(zhì)壓縮彈簧，彈簧與甲、乙兩物體不拴接，甲的質(zhì)量m1=4kg，乙的質(zhì)量m2=5kg，甲、乙均靜止。若燒斷細(xì)線，甲離開(kāi)彈簧后經(jīng)過(guò)B點(diǎn)進(jìn)入半圓軌道，過(guò)D點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力恰好為零。取g=10m/s2。甲、乙兩物體可看做質(zhì)點(diǎn)，求：

(1)甲離開(kāi)彈簧后經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)的速度的大小vB；

(2)燒斷細(xì)線吋彈簧的彈性勢(shì)能EP；

(3)若固定甲，將乙物體換為質(zhì)量為m的物體丙，燒斷細(xì)線，丙物體離開(kāi)彈簧后從A點(diǎn)進(jìn)入動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5的粗糙水平面，AF是長(zhǎng)度為4l的水平軌道，F端與半徑為l的光滑半圓軌道FCH相切，半圓的直徑FH豎直，如圖所示.設(shè)丙物體離開(kāi)彈簧時(shí)的動(dòng)能為6mgl，重力加速度大小為g，求丙物體離開(kāi)圓軌道后落回到水平面BAF上的位置與F點(diǎn)之間的距離s；

(4)在滿足第(3)問(wèn)的條件下，若丙物體能滑上圓軌道，且能從GH間離開(kāi)圓軌道滑落（G點(diǎn)為半圓軌道中點(diǎn))，求丙物體的質(zhì)量的取值范圍

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，光滑水平面上靜止放著長(zhǎng)L=2.0m，質(zhì)量M=3.0kg的木板，一個(gè)質(zhì)量m=1.0kg的小物體(可視為質(zhì)點(diǎn))放在離木板右端d=0.40m處，小物體與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.1�，F(xiàn)對(duì)木板施加F=10.0N水平向右的拉力，使其向右運(yùn)動(dòng)。 g取10m/s2.求：

(1)木板剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大��；

(2)從開(kāi)始拉動(dòng)木板到小物體脫離木板，拉力做功的大��；

(3)為使小物體能脫離木板，此拉力作用時(shí)間最短為多少？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】豎直面內(nèi)一傾斜軌道與一足夠長(zhǎng)的水平軌道通過(guò)一小段光滑圓弧平滑連接，小物塊B靜止于水平軌道的最左端，如圖（a）所示。t=0時(shí)刻，小物塊A在傾斜軌道上從靜止開(kāi)始下滑，一段時(shí)間后與B發(fā)生彈性碰撞（碰撞時(shí)間極短）；當(dāng)A返回到傾斜軌道上的P點(diǎn)（圖中未標(biāo)出）時(shí)，速度減為0，此時(shí)對(duì)其施加一外力，使其在傾斜軌道上保持靜止。物塊A運(yùn)動(dòng)的v-t圖像如圖（b）所示，圖中的v1和t1均為未知量。已知A的質(zhì)量為m，初始時(shí)A與B的高度差為H，重力加速度大小為g，不計(jì)空氣阻力。

（1）求物塊B的質(zhì)量；

（2）在圖（b）所描述的整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，求物塊A克服摩擦力所做的功；

（3）已知兩物塊與軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)均相等，在物塊B停止運(yùn)動(dòng)后，改變物塊與軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)，然后將A從P點(diǎn)釋放，一段時(shí)間后A剛好能與B再次碰上。求改變前面動(dòng)摩擦因數(shù)的比值。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】圖a是用電流傳感器（相當(dāng)于電流表，其電阻可以忽略不計(jì)）研究自感現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)電路，圖中兩個(gè)電阻的阻值均為R，L是一個(gè)自感系數(shù)足夠大的自感線圈，其直流電阻值也為R。圖b是某同學(xué)畫出的在t0時(shí)刻開(kāi)關(guān)S切換前后，通過(guò)傳感器的電流隨時(shí)間變化的圖象。關(guān)于這些圖象，下列說(shuō)法中正確的是

A.甲是開(kāi)關(guān)S由斷開(kāi)變?yōu)殚]合，通過(guò)傳感器1的電流隨時(shí)間變化的情況

B.乙是開(kāi)關(guān)S由斷開(kāi)變?yōu)殚]合，通過(guò)傳感器1的電流隨時(shí)間變化的情況

C.丙是開(kāi)關(guān)S由閉合變?yōu)閿嚅_(kāi)，通過(guò)傳感器2的電流隨時(shí)間變化的情況

D.丁是開(kāi)關(guān)S由閉合變?yōu)閿嚅_(kāi)，通過(guò)傳感器2的電流隨時(shí)間變化的情況

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，在高度為L、足夠?qū)挼膮^(qū)域MNPQ內(nèi)，有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.質(zhì)量為m、邊長(zhǎng)為L、電阻為R的正方形導(dǎo)線框abcd，在MN上方某一高度由靜止開(kāi)始自由下落．當(dāng)bc邊進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，導(dǎo)線框恰好做勻速運(yùn)動(dòng)．已知重力加速度為g，不計(jì)空氣阻力，求：

(1)導(dǎo)線框剛下落時(shí)，bc邊距磁場(chǎng)上邊界MN的高度h；

(2)導(dǎo)線框離開(kāi)磁場(chǎng)的過(guò)程中，通過(guò)導(dǎo)線框某一橫截面的電荷量q；

(3)導(dǎo)線框穿越磁場(chǎng)的整個(gè)過(guò)程中，導(dǎo)線框中產(chǎn)生的熱量Q.

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】利用霍爾效應(yīng)制作的霍爾元件以及傳感器，廣泛應(yīng)用于測(cè)量和自動(dòng)控制等領(lǐng)域。如圖所示，將一金屬或半導(dǎo)體薄片垂直置于磁場(chǎng)B中，在薄片的兩個(gè)側(cè)面a、b間通以電流I時(shí)，另外兩側(cè)c、f間會(huì)產(chǎn)生電勢(shì)差，這一現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)。其原因是薄片中的移動(dòng)電荷受洛倫茲力的作用向一側(cè)偏轉(zhuǎn)和積累，于是c、f間建立起電場(chǎng)，同時(shí)產(chǎn)生霍爾電勢(shì)差。當(dāng)電荷所受的電場(chǎng)力與洛倫茲力處處相等時(shí)，和達(dá)到穩(wěn)定值，的大小與I和B以及霍爾元件厚度d之間滿足關(guān)系式，其中比例系數(shù)稱為霍爾系數(shù)，僅與材料性質(zhì)有關(guān)

(1)設(shè)半導(dǎo)體薄片的寬度（c、f間距）為l，請(qǐng)寫出和的關(guān)系式；若半導(dǎo)體材料是由電子導(dǎo)電的，請(qǐng)判斷圖中c、f哪端的電勢(shì)高；

(2)已知半導(dǎo)體薄片內(nèi)單位體積中導(dǎo)電的電子數(shù)為n，電子的電荷量為e，請(qǐng)推導(dǎo)出霍爾系數(shù)的表達(dá)式；（通過(guò)橫截面積S的電流，其中v是導(dǎo)電電子定向移動(dòng)的平均速率）

(3)圖一是霍爾測(cè)速儀的示意圖，將非磁性圓盤固定在轉(zhuǎn)軸上，圓盤的周邊等距離地嵌裝著m個(gè)永磁體，相鄰永磁體的極性相反�；魻栐糜诒粶y(cè)圓盤的邊緣附近。當(dāng)圓盤勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，霍爾元件輸出的電壓脈沖信號(hào)圖像如圖二所示：

①若在時(shí)間t內(nèi)，霍爾元件輸出的脈沖數(shù)目為P，請(qǐng)導(dǎo)出圓盤轉(zhuǎn)速N的表達(dá)式；

②利用霍爾測(cè)速儀可以測(cè)量汽車行駛的里程.除此之外，請(qǐng)你展開(kāi)“智慧的翅膀”，提出另一個(gè)實(shí)例或設(shè)想。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖（a）所示，揚(yáng)聲器中有一線圈處于磁場(chǎng)中，當(dāng)音頻電流信號(hào)通過(guò)線圈時(shí)，線圈帶動(dòng)紙盆振動(dòng)，發(fā)出聲音。俯視圖（b）表示處于輻射狀磁場(chǎng)中的線圈（線圈平面即紙面），磁場(chǎng)方向如圖中箭頭所示。在圖（b）中

A. 當(dāng)電流沿順時(shí)針?lè)较驎r(shí)，線圈所受安培力的方向垂直于紙面向里

B. 當(dāng)電流沿順時(shí)針?lè)较驎r(shí)，線圈所受安培力的方向垂直于紙面向外

C. 當(dāng)電流沿逆時(shí)針?lè)较驎r(shí)，線圈所受安培力的方向垂直于紙面向里

D. 當(dāng)電流沿逆時(shí)針?lè)较驎r(shí)，線圈所受安培力的方向垂直于紙面向外

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，在坐標(biāo)系xoy的第一、第三象限內(nèi)存在相同的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于xoy面向里；第四象限內(nèi)有沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E. 一質(zhì)量為、帶電量為的粒子自y軸的P點(diǎn)沿x軸正方向射入第四象限，經(jīng)x軸上的Q點(diǎn)進(jìn)入第一象限，隨即撤去電場(chǎng)，以后僅保留磁場(chǎng)。已知OP=d，OQ=2d，不計(jì)粒子重力。

（1）求粒子過(guò)Q點(diǎn)時(shí)速度的大小和方向。

（2）若磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為一定值B0，粒子將以垂直y軸的方向進(jìn)入第二象限，求B0；

（3）若磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為另一確定值，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后粒子將再次經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)，且速度與第一次過(guò)Q點(diǎn)時(shí)相同，求該粒子相鄰兩次經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)所用的時(shí)間。

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