如圖所示,豎直放置的兩根足夠長的光滑金屬導軌相距為L,導軌的兩端分別與電源(串有一滑動變阻器R)、定值電阻、電容器(原來不帶電)和開關(guān)K相連.整個空間充滿了垂直于導軌平面向外的勻強磁場,其磁感應強度的大小為B.一質(zhì)量為m、電阻不計的金屬棒ab橫跨在導軌上.已知電源電動勢為E,內(nèi)阻為r,電容器的電容為C,定值電阻的阻值為R0,不計導軌的電阻.

(1)當K接1時,金屬棒ab在磁場中恰好保持靜止,則滑動變阻器接入電路的阻值R為多大?

(2)當K接2后,金屬棒ab從靜止開始下落,下落距離s時達到穩(wěn)定速度,則此穩(wěn)定速度的大小為多大?下落s的過程中所需的時間為多少?

(3)ab達到穩(wěn)定速度后,將開關(guān)K突然接到3,試通過推導,說明ab做何種性質(zhì)的運動.求ab再下落距離s時,電容器儲存的電能是多少.(設電容器不漏電,此時電容器沒有被擊穿)

解析:(1)由平衡條件知BIL=mg

由閉合電路歐姆定律知I=

解得R=-r.

(2)設下落距離s,達到穩(wěn)定時速度為v,

由mg=BIL  I=，解得v=

由動量定理,得mgt-BLt=mv0

其中q=t=,得t=.

(3)K接3后的充電電流

I==CBLa

由mg-BIL=ma得a==常數(shù)

所以ab棒的運動性質(zhì)是“勻加速直線運動”，電流是恒定的.v22-v2=2as

根據(jù)能量轉(zhuǎn)化與守恒得ΔE=mgs-(mv22-mv2)

=mgs-.

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，豎直放置的光滑圓環(huán)上套有一質(zhì)量為m的小球，小球經(jīng)過最高點時的速度為υ0=
1
2
gR
，其中R為圓環(huán)的半徑，g為重力加速度．求：
（1）小球經(jīng)過圓環(huán)最高點時受到圓環(huán)的彈力的大小和方向；
（2）小球經(jīng)過圓環(huán)最低點時對圓環(huán)的彈力大小和方向．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，豎直放置的半圓形絕緣軌道半徑為R，下端與絕緣水平面平滑連接，整個裝置處于方向豎直向上的勻強電場E中．一質(zhì)量為m、帶電量為+q的物塊（可視為質(zhì)點），從水平面上的A點以初速度v0水平向左運動，沿半圓形軌道恰好通過最高點C，場強大小E＜
mgq
．
（1）試計算物塊在運動過程中克服摩擦力做的功．
（2）求物塊離開軌道落回水平面的位置距C點的水平距離．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，豎直放置的輕彈簧一端固定在地面上，另一端與斜面體P固定，P與斜放的固定擋板MN接觸且處于靜止狀態(tài)，則斜面體P此刻受到外力的個數(shù)可能是（　　）

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng) 物理選修3-3
（1）關(guān)于分子運動和熱現(xiàn)象的說法，正確的是
 
（填入正確選項前的字母）
A．布朗運動是指液體或氣體中懸浮微粒的運動
B．氣體的溫度升高，每個氣體分子運動的速率都增加
C．一定量100℃的水變成100℃的水蒸汽，其分子之間的勢能增加
D．空調(diào)機作為制冷機使用時，將熱量從溫度較低的室內(nèi)送到溫度較高的室外，所以制冷機的工作不遵守熱力學第二定律
（2）如圖所示，豎直放置的圓筒形注射器，活塞上端接有氣壓表，能夠方便測出所封閉理想氣體的壓強．開始時，活塞處于靜止狀態(tài)，此時氣體體積為30cm3，氣壓表讀數(shù)為1.1×105Pa．若用力向下推動活塞，使活塞緩慢向下移動一段距離，穩(wěn)定后氣壓表讀數(shù)為2.2×105Pa．不計活塞與氣缸內(nèi)壁間的摩擦，環(huán)境溫度保持不變．
①簡要說明活塞移動過程中，被封閉氣體的吸放熱情況；
②求活塞穩(wěn)定后氣體的體積；
③對該過程中的壓強變化做出微觀解釋．

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，豎直放置的U形導軌寬為L，上端串有電阻R（其余導體部分的電阻都忽略不計）．磁感應強度為B的勻強磁場方向垂直于紙面向外．金屬棒ab的質(zhì)量為m，與導軌接觸良好，不計摩擦．從靜止釋放后ab保持水平而下滑．試求
（1）ab勻速下滑時的速度vm
（2）若ab從釋放至其運動達到最大速度時下落的高度為h，此過程中產(chǎn)生的焦耳熱為多少？

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同步練習冊答案