【題目】如圖所示,一對(duì)光滑的平行金屬導(dǎo)軌固定在同一水平面內(nèi),導(dǎo)軌間距,左端接有阻值的電阻,一質(zhì)量,電阻的金屬棒MN放置在導(dǎo)軌上,整個(gè)裝置置于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度,棒在水平向右的外力作用下,由靜止開始以的加速度做勻加速運(yùn)動(dòng),當(dāng)棒的位移時(shí)撤去外力,棒繼續(xù)運(yùn)動(dòng)一段距離后停下來,已知撤去外力前后回路中產(chǎn)生的焦耳熱之比，導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)且電阻不計(jì)，棒在運(yùn)動(dòng)過程中始終與導(dǎo)軌垂直且兩端與導(dǎo)軌保持良好接觸，求：

（1）棒在運(yùn)動(dòng)過程中所加外力的最大值；

（2）撤去外力后回路中產(chǎn)生的焦耳熱；

（3）金屬棒在運(yùn)動(dòng)過程中外力做的功。

【答案】（1）0.8N（2）1.8J（3）5.4J

【解析】（1）金屬棒勻加速結(jié)束時(shí)外力的最大，設(shè)此時(shí)金屬棒的速度為、回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E，回路中的電流為I，外力為F，則對(duì)于金屬棒的勻加速運(yùn)動(dòng)過程：

由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得：，

由閉合電路歐姆定律得：，安培力為：

由牛頓第二定律得：， 可以得到：；

（2）設(shè)金屬棒在撤去外力后的運(yùn)動(dòng)過程中安培力所做的功為W，由動(dòng)能定理得：

撤去外力后回路中產(chǎn)生的焦耳熱：

聯(lián)立以上各式，代入數(shù)據(jù)得：

（3）由題意知，撤去外力前、后回路中產(chǎn)生的焦耳熱之比Q1∶Q2＝2∶1，

可得，在金屬棒運(yùn)動(dòng)的過程中，外力F做功為WF，由功能關(guān)系可知：WF＝Q1＋Q2

由以上各式得：。

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】兩列簡(jiǎn)諧橫波的振幅都是20cm，傳播速度大小相同．實(shí)線波的頻率為2Hz，沿x軸正方向傳播；虛線波沿x軸負(fù)方向傳播．某時(shí)刻兩列波在如圖所示區(qū)域相遇，則

A. 在相遇區(qū)域會(huì)發(fā)生干涉現(xiàn)象

B. 實(shí)線波和虛線波的頻率之比為3:2

C. 平衡位置為x=6m處的質(zhì)點(diǎn)此時(shí)刻速度為零

D. 平衡位置為x=8.5m處的質(zhì)點(diǎn)此刻位移y＞20cm

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，兩根直木棍AB和CD相互平行，固定在同一個(gè)水平面上,一個(gè)圓柱形工件P架在兩木棍之間，在水平向右的推力F的作用下，恰好能向右勻速運(yùn)動(dòng)。若保持兩木棍在同一水平面內(nèi)，但將它們間的距離稍微(增大些或減小些)調(diào)整后固定．再將該圓柱形工件P架在兩木棍之間，用同樣的水平推力F向右推該工件，則下列說法中正確的是：

A. 該工件仍可能向右勻速運(yùn)動(dòng)

B. 該工件P可能向右加速運(yùn)動(dòng)

C. A或B棍受到的摩擦力可能等于F/2

D. A或B棍受到的摩擦力可能大于F/2

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，勁度系數(shù)為k的彈簧下端懸掛一個(gè)質(zhì)量為m的重物，處于靜止?fàn)顟B(tài)．手托重物使之緩慢上移，直到彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)，手對(duì)重物做的功為W1.然后放手使重物從靜止開始下落，重物下落過程中的最大速度為v，不計(jì)空氣阻力．重物從靜止開始下落到速度最大的過程中，彈簧對(duì)重物做的功為W2(　　)．

A. W1> B. W1<

C. W2＝mv2 D. W2＝－mv2

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某同學(xué)采用如圖1所示的裝置探究物體的加速度與所受合力的關(guān)系用砂桶和砂的重力充當(dāng)小車所受合力F；通過分析打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶，測(cè)量加速度分別以合力F和加速度a作為橫軸和縱軸，建立坐標(biāo)系根據(jù)實(shí)驗(yàn)中得到的數(shù)據(jù)描出如圖2所示的點(diǎn)跡，結(jié)果跟教材中的結(jié)論不完全一致該同學(xué)列舉產(chǎn)生這種結(jié)果的可能原因如下：

在平衡摩擦力時(shí)將木板右端墊得過高；

沒有平衡摩擦力或者在平衡摩擦力時(shí)將木板右端墊得過低；

砂桶和砂的質(zhì)量過大，不滿足砂桶和砂的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)條件；

測(cè)量小車的質(zhì)量或者加速度時(shí)的偶然誤差過大．

通過進(jìn)一步分析，你認(rèn)為比較合理的原因可能是　　

A. 和 B. 和 C. 和 D. 和

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】已知物體的加速度a與物體的受力F及物體的質(zhì)量m滿足關(guān)系式，在光滑的水平面上有一質(zhì)量為m的物體受到水平力F作用，在t時(shí)間內(nèi)由靜止開始移動(dòng)了x距離，今要使距離變?yōu)?/span>4x，可采用以下哪一種方法　　

A. 將水平恒力增為4F

B. 將物體的質(zhì)量減為原來的

C. 將作用時(shí)間增為4t

D. 將作用時(shí)間增為2t

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】用如圖1所示的裝置做實(shí)驗(yàn)時(shí)，小車放在水平桌面上，保持小車的質(zhì)量不變，測(cè)得小車的加速度a和拉力F的數(shù)據(jù)如下表所示．

根據(jù)表中的數(shù)據(jù)在圖2中畫出圖線__________；

把圖線延長(zhǎng)，發(fā)現(xiàn)圖線不通過原點(diǎn)，其原因是______．

在處理數(shù)據(jù)時(shí)，總是把小桶和沙子的重力當(dāng)作小車所受合力而實(shí)際上小車所受合力比小桶和沙子的重力要______一些選填“大”或“小”因此，為使實(shí)驗(yàn)結(jié)論的可信度更高一些，應(yīng)使小桶和沙子的總質(zhì)量盡可能______一些選填“大”或“小”．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，M、N為兩塊帶等量異種電荷的平行金屬板，MN間電壓可以任意調(diào)節(jié)。當(dāng)電壓調(diào)到某一數(shù)值時(shí)，原來靜止的某種帶電粒子從點(diǎn)P經(jīng)MN間電場(chǎng)加速后從小孔Q進(jìn)入N板右側(cè)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直于紙面向外，CD為磁場(chǎng)邊界上的絕緣板，它與N板的夾角為θ=30°，假設(shè)粒子打在絕緣板上即被吸收，孔Q到板的下端C的距離為L，當(dāng)MN間電壓為U0時(shí)，粒子恰好打在CD板上，已知帶電粒子的電量為q，質(zhì)量為m，粒子重力不計(jì)，則下列說法正確的是（ ）

A. 要使粒子能打到絕緣板上，兩極板間電壓值最小值

B. CD板上可能被擊中區(qū)域的長(zhǎng)度為

C. 粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最長(zhǎng)時(shí)間

D. 能達(dá)到N板上粒子的最大動(dòng)能

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在xOy平面上第Ⅰ象限內(nèi)有平行于y軸的有界勻強(qiáng)電場(chǎng)，方向如圖所示．y軸上一點(diǎn)P的坐標(biāo)為(0，y0)，有一電子以垂直于y軸的初速度v0從P點(diǎn)垂直射入電場(chǎng)中，當(dāng)勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為E1時(shí)，電子從A點(diǎn)射出，A點(diǎn)坐標(biāo)為(xA,0)，當(dāng)場(chǎng)強(qiáng)為E2時(shí)，電子從B點(diǎn)射出，B點(diǎn)坐標(biāo)為(xB,0)．已知電子的電荷量為e，質(zhì)量為m，不計(jì)電子的重力．

(1)求勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)E1、E2之比．

(2)若在第Ⅳ象限過Q點(diǎn)放一張垂直于xOy平面的感光膠片，Q點(diǎn)的坐標(biāo)為(0，－y0)，求感光膠片上曝光點(diǎn)的橫坐標(biāo)x A′、xB′之比．

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