如圖所示，長(zhǎng)為L、電阻R＝0．3 Ω、質(zhì)量m＝0．1 kg的金屬棒CD垂直跨擱在位于水平面上的兩條平行光滑金屬導(dǎo)軌上，兩導(dǎo)軌間距也是L，棒與導(dǎo)軌間接觸良好，導(dǎo)軌電阻不變．導(dǎo)軌左端接有R＝0．5 Ω的電阻，量程為0～3．0 A的電流表串接在一條導(dǎo)軌上，量程為0～1．0 V的電壓表接在電阻R的兩端，垂直導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)向下穿過(guò)平面．現(xiàn)在以向右恒定外力F使金屬棒右移．當(dāng)金屬棒以v＝2 m／s的速度在導(dǎo)軌平面上勻速滑動(dòng)時(shí)，觀察到電路中的一個(gè)電表正好滿偏，而另一個(gè)電表未滿偏．問(wèn)：

(1)此滿偏的電表是什么表？說(shuō)明理由．

(2)拉動(dòng)金屬棒的外力F多大？

(3)此時(shí)撤去外力F，金屬棒將逐漸慢下來(lái)，最終停止在導(dǎo)軌上．求從撤去外力到金屬棒停止運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中通過(guò)電阻R的電荷量．

 

答案：
解析：

(1)電壓表  理由略  (2)1．6 N    (3)0．25 C

解析：(1)若電流表恰滿偏，則電壓表的示數(shù)U＝IR＝1．5 V，超過(guò)了電壓表量程；若電壓表恰滿偏，則電流表的示數(shù) I＝＝2 A＜3 A，故應(yīng)是電壓表滿偏．

(2)桿勻速時(shí)，能量守恒，Fv=I2(R＋R)，解得F＝1．6 N

(3)撤去外力到金屬棒停止，由動(dòng)量定理：-Lt＝-mv①，又流過(guò)棒的電荷量q＝t  ②  棒勻速時(shí)滿足：F＝BIL  ③ I＝2 A  ④，聯(lián)立解得q＝0．25 C

小結(jié)：桿勻速時(shí)，從受力看F＝BIL，從能量轉(zhuǎn)化看Fv＝ I2(R＋R)，要會(huì)從多角度分析．

引申：當(dāng)電流表的示數(shù)為1 A時(shí)，求棒的加速度a及速度v1．

答案：a＝＝8 m／s2，v＝＝1 m／s

 


練習(xí)冊(cè)系列答案
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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖所示，長(zhǎng)為L(zhǎng)的金屬導(dǎo)線彎成一圓環(huán)，導(dǎo)線的兩端接在電容為C的平行板電容器上，P、Q為電容器的兩個(gè)極板，磁場(chǎng)垂直于環(huán)面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度以B=B0+Kt（K＞0）隨時(shí)間變化，t=0時(shí)，P、Q兩板電勢(shì)相等．兩板間的距離遠(yuǎn)小于環(huán)的半徑，經(jīng)時(shí)間t，電容器P板帶
負(fù)
負(fù)
電，電容器所帶電量為
KL2C
4π
KL2C
4π
．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

（2007?河?xùn)|區(qū)模擬）如圖所示，長(zhǎng)為L(zhǎng)，傾斜為θ的光滑絕緣斜面處于電場(chǎng)中．一帶電量為+q，質(zhì)量為m 的小球，以初速度vO由斜面底端的A 點(diǎn)開(kāi)始沿斜面上滑，到達(dá)斜面頂端的速度仍為vO，則（　�。�

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，長(zhǎng)為L(zhǎng)，傾角為θ的光滑絕緣斜面處于電場(chǎng)中，一帶電量為+q，質(zhì)量為m的小球，以初速度v0由斜面底端的A點(diǎn)開(kāi)始沿斜面上滑，到達(dá)斜面頂端的速度仍為v0，則（　�。�
A、A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)差一定為
mgLsinθ
q
B、小球在B點(diǎn)的電勢(shì)能一定大于小球在A點(diǎn)的電勢(shì)能
C、若電場(chǎng)是勻強(qiáng)電場(chǎng)，則該電場(chǎng)的最小值一定是
mgsinθ
q
D、若該電場(chǎng)是斜面中點(diǎn)正上方某點(diǎn)的點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的，則Q一定是正電荷

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，長(zhǎng)為L(zhǎng)、傾角為θ的光滑絕緣斜面固定在水平面上，斜面處于電場(chǎng)中．一電荷量為+q、質(zhì)量為m的小球以速度v0由斜面底端A沿斜面上滑，到達(dá)頂端B的速度仍為v0，則（　�。�
A、若電場(chǎng)是勻強(qiáng)電場(chǎng)，則場(chǎng)強(qiáng)大小一定為
mg
q
B、若電場(chǎng)是勻強(qiáng)電場(chǎng)，A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差一定為
mgL
q
C、不論電場(chǎng)是否是勻強(qiáng)電場(chǎng)，小球在B點(diǎn)的電勢(shì)能一定大于在A點(diǎn)的電勢(shì)能
D、不論電場(chǎng)是否是勻強(qiáng)電場(chǎng)，A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差一定為
mgLsinθ
q

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，長(zhǎng)為L(zhǎng)、傾角為θ的光滑絕緣斜面固定在水平面上，斜面處于電場(chǎng)中．有一質(zhì)量為m、電荷量為+q的小球以速度v0由斜面底端A沿斜面上滑，到達(dá)頂端B的速度仍為v0，則（　�。�
A、所加電場(chǎng)只能是勻強(qiáng)電場(chǎng)，小球做勻速直線運(yùn)動(dòng)
B、若電場(chǎng)是勻強(qiáng)電場(chǎng)，則場(chǎng)強(qiáng)大小的最小值為
mgtanθ
q
C、不論電場(chǎng)是否是勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)力對(duì)電荷做功一定為mgLsinθ
D、不論電場(chǎng)是否是勻強(qiáng)電場(chǎng)，小球在B點(diǎn)的電勢(shì)能一定大于在A點(diǎn)的電勢(shì)能

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