【題目】如圖甲，在水平桌面上固定著兩根相距L＝20 cm、相互平行的無電阻軌道P、Q，軌道一端固定一根電阻R＝0.02 Ω 的導(dǎo)體棒a，軌道上橫置一根質(zhì)量m＝40 g、電阻可忽略不計(jì)的金屬棒b，兩棒相距也為L＝20 cm。該軌道平面處在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小可以調(diào)節(jié)的豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。開始時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B0＝0.1 T。設(shè)棒與軌道間的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，g取10 m/s2。

(1)若保持磁感應(yīng)強(qiáng)度B0的大小不變，從t＝0時(shí)刻開始，給b棒施加一個(gè)水平向右的拉力，使它由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。此拉力F的大小隨時(shí)間t變化關(guān)系如圖乙所示。求b棒做勻加速運(yùn)動(dòng)的加速度及b棒與軌道間的滑動(dòng)摩擦力大�。�

(2)若從t＝0開始，無拉力F的作用，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t按圖丙中圖像所示的規(guī)律變化，b棒與軌道間摩擦因數(shù)與（1）問中相同，求在金屬棒b開始運(yùn)動(dòng)前，這個(gè)裝置釋放的熱量。

【答案】（1），（2）

【解析】

試題（1）根據(jù)安培力和法拉第電磁感應(yīng)定律：，

，所以：

當(dāng)棒勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律有：

聯(lián)立可得：

由圖象可得：當(dāng)時(shí)，當(dāng)時(shí)，

可解得，。

（2）當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻增大時(shí)，閉合電路中有恒定的感應(yīng)電流I，以b棒為研究對(duì)象，它受到的安培力逐漸增大，靜摩擦力也隨之增大，當(dāng)磁感應(yīng)度增大到b所受安掊力F/安與最大靜摩擦力f相等時(shí)開始滑動(dòng)。

感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：，

棒將要運(yùn)動(dòng)時(shí)，有， 所以：

根據(jù)， 得

回路中產(chǎn)生焦耳熱為

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：

【題目】如圖所示是實(shí)驗(yàn)室用來研究光電效應(yīng)原理的裝置圖，電表均為理想電表，當(dāng)入射光的能量等于9 eV時(shí)，靈敏電流表檢測(cè)到有電流流過，當(dāng)電壓表示數(shù)等于5.5 V時(shí)，靈敏電流表示數(shù)剛好等于0。則下列說法正確的是（ ）

A. 若增大入射光的強(qiáng)度，光電子的最大初動(dòng)能將增大

B. 若入射光的能量小于3.5 eV，改變電源的正負(fù)極方向，則電流表示數(shù)可能會(huì)不等于0

C. 光電管材料的逸出功等于3.5 eV

D. 增大入射光的波長(zhǎng)，在電壓表示數(shù)不變的情況下，電流表示數(shù)會(huì)變大

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】用如圖所示的裝置研究光電效應(yīng)現(xiàn)象。用光子能量為2.75eV的光照射到光電管上時(shí)發(fā)生了光電效應(yīng)；移動(dòng)變阻器的觸點(diǎn)c，發(fā)現(xiàn)當(dāng)電壓表的示數(shù)小于1.7V時(shí)，電流表有示數(shù)，當(dāng)電壓表的示數(shù)大于或等于1.7V時(shí)，電流表示數(shù)為0，則下列說法正確的是（ ）

A. 光電子的最大初動(dòng)能為1.7eV

B. 光電管陰極的逸出功為1.7eV

C. 電鍵S斷開后，沒有電流流過電流表G

D. 保持入射光強(qiáng)度不變，改用光子能量為0.9eV的光照射，電流表G示數(shù)一定為0

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，水平面上放置一個(gè)固定平臺(tái)和內(nèi)壁光滑且豎直放置的固定圓弧形軌道。質(zhì)量為m的小球從平臺(tái)上水平向右拋出，恰好從B點(diǎn)沿切線方向進(jìn)入圓弧形軌道，最后小球剛好能夠通過圓弧形軌道的最高點(diǎn)C。已知圓軌道的半徑為R， OB和OD的夾角為60°，重力加速度為g，忽略空氣阻力，下列說法正確的是（ ）

A. 小球通過最高點(diǎn)C時(shí)速度為

B. 小球通過最高點(diǎn)C時(shí)速度為0

C. 平臺(tái)高度為

D. 小球拋出時(shí)的速度為

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】一物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，某時(shí)刻速度大小為4m/s，1s后速度的大小變?yōu)?/span>10m/s，在這1s內(nèi)該物體的（　�。�

A. 位移的大小可能小于4m

B. 位移的大小可能大于10m

C. 加速度的大小可能小于4

D. 加速度的大小可能大于10

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，匝數(shù)n＝100的正方形線圈abcd固定在豎直平面內(nèi)，與電阻R1、理想變壓器連成電路．在線圈的中心水平放置一個(gè)條形磁鐵，使磁鐵繞豎直方向的軸OO′勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，使線圈內(nèi)的磁通量Φ＝sin(100πt) Wb.已知線圈的電阻r＝4 Ω，R1＝46 Ω，R2＝10 Ω，其余導(dǎo)線的電阻不計(jì)．變壓器原、副線圈的匝數(shù)比n1∶n2＝4∶1.求：

(1)線圈產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的最大值Em；

(2)若斷開S2，閉合S1，求磁鐵從圖示位置轉(zhuǎn)過90°的過程中，通過R1的電荷量q；(3)斷開S1，閉合S2，求R2消耗的功率P.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】利用DIS(數(shù)字化信息處理系統(tǒng))探究手搖發(fā)電機(jī)(如圖所示)的線圈產(chǎn)生的交變電流．

實(shí)驗(yàn)步驟如下：

①將電壓傳感器接入數(shù)據(jù)采集器；

②電壓傳感器的測(cè)量夾與發(fā)電機(jī)的輸出端并聯(lián)；

③點(diǎn)擊“數(shù)據(jù)采集設(shè)置”設(shè)定“采樣點(diǎn)時(shí)間間隔”；

④緩慢搖動(dòng)發(fā)電機(jī)的手柄，觀察工作界面上的信號(hào)．

(1)屏上出現(xiàn)的電壓波形如圖所示，從圖中可以看出，手搖發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電壓波形不是正弦波，其原因可能有________

A、轉(zhuǎn)子不是在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)

B、手搖動(dòng)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速不均勻

C、線圈的電阻不穩(wěn)定

(2)研究交變電流的波形，發(fā)現(xiàn)在用手搖動(dòng)發(fā)電機(jī)手柄的2 min內(nèi)屏上出現(xiàn)了61個(gè)向上的“尖峰”，則交變電流的平均周期為____________．如果發(fā)電機(jī)手搖大輪的半徑是轉(zhuǎn)子小輪半徑的2倍，則手搖大輪轉(zhuǎn)動(dòng)的平均角速度為__________．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】以下說法正確的是

A. 飽和蒸汽在等溫變化的過程中，當(dāng)其體積減小時(shí)壓強(qiáng)不變

B. 氣體放出熱量，其分子平均動(dòng)能減小

C. 彩色液晶顯示器利用了液晶的光學(xué)性質(zhì)具有各向異性的特點(diǎn)

D. 液體中的布朗運(yùn)動(dòng)是指組成液體的液體分子的運(yùn)動(dòng)

E. 自然發(fā)生的熱傳遞過程是向著分子熱運(yùn)動(dòng)無序性增大的方向進(jìn)行的

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】自由落體儀如圖所示，其主體是一個(gè)有刻度尺的立柱，其上裝有磁式吸球器、光電門1、光電門2、捕球器、小鋼球。利用自由落體儀測(cè)量重力加速度實(shí)驗(yàn)步驟如下：

①將自由落體儀直立于水平地面上，調(diào)節(jié)水平底座使立柱豎直，固定好吸球器；

②適當(dāng)調(diào)節(jié)兩光電門1、2的位置，由刻度尺讀出兩光電門的高度差為h1，用吸球器控制使小球自由下落，由光電計(jì)時(shí)器讀出小球由光電門1到光電門2的時(shí)間，重復(fù)數(shù)次，求出時(shí)間的平均值為t1；

③光電門1不動(dòng)，光電門2的位置下移，再用刻度尺讀出兩光電門的高度差為h2，用吸球器控制使小球自由下落，由光電計(jì)時(shí)器讀出小球由光電門1到光電門2的時(shí)間，重復(fù)數(shù)次，求出時(shí)間的平均值為t2；

④計(jì)算重力加速度值g。請(qǐng)回答下列問題：

（1）在步驟③中光電門1的位置保持不動(dòng)的目的是_____________________。

（2）若小球到達(dá)光電門1時(shí)的速度為v1，當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹?/span>g，則小球通過兩光電門間平均速度v的表達(dá)式為________。（用v1、g和t1表示）

（3）用測(cè)得的物理量表示重力加速度值g=________。（用h1、h2和t1、t2表示）

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