【題目】如圖,兩足夠長(zhǎng)的光滑平行導(dǎo)軌水平放置,處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,導(dǎo)軌間距為L,一端連接阻值為R的電阻。一金屬棒垂直導(dǎo)軌放置,質(zhì)量為m,接入電路的電阻為r。水平放置的輕彈簧左端固定,右端與金屬桿中點(diǎn)鏈接,彈簧勁度系數(shù)為k。裝置處于靜止?fàn)顟B(tài),F(xiàn)給導(dǎo)體棒一個(gè)水平向右的初速度v0,第一次運(yùn)動(dòng)到最右端時(shí),棒的加速度為a,棒與導(dǎo)軌始終接觸良好,導(dǎo)軌電阻不計(jì),彈簧在彈性限度內(nèi),重力加速度為g,求:

1)金屬棒開始運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的安培力F的大小和方向;

2)金屬棒從開始運(yùn)動(dòng)到第一次運(yùn)動(dòng)到最右端時(shí),通過(guò)R的電荷量q

3)金屬棒從開始運(yùn)動(dòng)到最終停止的整個(gè)過(guò)程中,R上產(chǎn)生的熱量Q。

【答案】(1),方向水平向左(2)(3)

【解析】

金屬棒在恒力F作用下,先做加速度減小的變加速運(yùn)動(dòng),后做勻速直線運(yùn)動(dòng),速度達(dá)到最大.根據(jù)E=BLv、安培力公式F=BIL,推導(dǎo)出安培力的表達(dá)式進(jìn)行求解。

(1) 金屬棒開始運(yùn)動(dòng)時(shí),感應(yīng)電流

安培力:

解得:F=,方向水平向左;

(2) 設(shè)金屬棒向右運(yùn)動(dòng)的最大距離為x,則

此過(guò)程回路產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

通過(guò)電阻R的電荷量

解得:;

(3) 從開始運(yùn)動(dòng)到最終停止的整個(gè)過(guò)程,由能量守恒定律可知回路產(chǎn)生的總熱量

由于

解得:。

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】電磁感應(yīng)現(xiàn)象在生活生產(chǎn)中有著大量的應(yīng)用,如電磁阻尼就大量應(yīng)用于各種緩沖或制動(dòng)裝置中。某制動(dòng)裝置可簡(jiǎn)化為以下模型:由涂有絕緣漆的一根導(dǎo)線繞制成質(zhì)量為m、匝數(shù)為n的閉合矩形線框,長(zhǎng)為2L,寬為L,總電阻為R,其右側(cè)有垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),線框以初速度v0在光滑水平面上向右運(yùn)動(dòng),進(jìn)入磁場(chǎng)并運(yùn)動(dòng)了距離L時(shí),速度減為零,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)線框的制動(dòng)。在該過(guò)程中,求:

(1)線框產(chǎn)生的焦耳熱;

(2)通過(guò)導(dǎo)線某橫截面的電量;

(3)線框的最大加速度大小.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖為某磁譜儀部分構(gòu)件的示意圖。圖中,永磁鐵提供勻強(qiáng)磁場(chǎng),硅微條徑跡探測(cè)器可以探測(cè)粒子在其中運(yùn)動(dòng)的軌跡。宇宙射線中有大量的電子、正電子和質(zhì)子。當(dāng)這些粒子從上部垂直進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),下列說(shuō)法正確的是

A.電子與正電子的偏轉(zhuǎn)方向一定不同

B.電子和正電子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡一定相同

C.僅依據(jù)粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡無(wú)法判斷此粒子是質(zhì)子還是正電子

D.粒子的動(dòng)能越大,它在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡的半徑越小

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】某同學(xué)做觀察電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn),將電流表線圈AB、蓄電池、開關(guān)用導(dǎo)線連接成如圖所示的實(shí)驗(yàn)電路,實(shí)驗(yàn)進(jìn)行中,下列所描述的現(xiàn)象與實(shí)驗(yàn)事實(shí)相符合的是

A. 閉合開關(guān)瞬間,電流表指針不會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)

B. 開關(guān)閉合穩(wěn)定后,電流表指針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn),且示數(shù)不變

C. 開關(guān)閉合穩(wěn)定后,把線圈A插入及拔出線圈B這兩個(gè)過(guò)程,電流表指針都會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn),且偏轉(zhuǎn)方向相反

D. 斷開開關(guān)瞬間,電流表指針不會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示電路,測(cè)量定值電阻的阻值、電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,使用的器材有:待測(cè)定值電阻R1(約幾歐)、待測(cè)電源E、電流表A、電阻箱R2(0-999.9Ω)、開關(guān)兩個(gè)及導(dǎo)線若干。

1)請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線在圖中完成實(shí)物電路的連接________;

2)測(cè)量R1的值時(shí),閉合開關(guān)S1前,調(diào)節(jié)R2____(選填最大值最小值"),然后閉合開關(guān)S1S2,調(diào)節(jié)R2使電流表示數(shù)為I,此時(shí)R2的值為7.8Ω;再斷開S2,將R2調(diào)到5.8Ω時(shí),電流表示數(shù)也為I,則R的值為______Ω。

3)測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r時(shí),閉合開關(guān)S1、斷開S2,調(diào)節(jié)R2,得到R2和對(duì)應(yīng)電流I的多組數(shù)據(jù),作出-R2圖象如圖所示,則電源電動(dòng)勢(shì)E =_____V,內(nèi)阻r =____ (計(jì)算結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字),若電流表A內(nèi)阻不可忽略,則r的測(cè)量值______(選填大于、等于小于”)真實(shí)值。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,直角三角形的AB邊長(zhǎng)為LC30°,三角形所圍區(qū)域內(nèi)存在著方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶負(fù)電粒子(不計(jì)重力)A點(diǎn)沿AB方向以速度v0射入磁場(chǎng),要使粒子不從BC邊穿出磁場(chǎng),則下列說(shuō)法正確的是

A. 磁感應(yīng)強(qiáng)度的最小值為B=

B. 磁感應(yīng)強(qiáng)度的最小值為B=

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

D. 粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最長(zhǎng)時(shí)間為t=

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖a所示,理想變壓器原線圈通過(guò)理想電流表接在一交流電源的兩端,交流電源輸出的電壓u隨時(shí)間t變化的圖線如圖b所示,副線圈中接有理想電壓表及阻值R10Ω的負(fù)載電阻。已知原、副線圈匝數(shù)之比為10∶1,則下列說(shuō)法中正確的是

A. 電壓表的示數(shù)為20V

B. 電流表的示數(shù)為0.28 A

C. 電阻R消耗的電功率為80W

D. 通過(guò)電阻R的交變電流的頻率為100 Hz

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】為了減少汽車剎車失靈造成的危害,如圖所示為高速路上在下坡路段設(shè)置的可視為斜面的緊急避險(xiǎn)車道。一輛貨車在傾角θ=30°的連續(xù)長(zhǎng)直下坡高速路上,以v0=7 m/s的速度在剎車狀態(tài)下勻速行駛(在此過(guò)程及后面過(guò)程中,可認(rèn)為發(fā)動(dòng)機(jī)不提供牽引力),突然汽車剎車失靈,開始加速運(yùn)動(dòng),此時(shí)汽車所受到的摩擦力和空氣阻力共為車重的0.2。在加速前進(jìn)了x0=96 m后,貨車沖上了平滑連接的傾角α=37°的避險(xiǎn)車道,已知貨車在該避險(xiǎn)車道上所受到的摩擦力和空氣阻力共為車重的0.65。貨車的各個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程均可視為直線運(yùn)動(dòng),取sin 37°=0.6,g=10 m/s2。求:

(1)貨車剛沖上避險(xiǎn)車道時(shí)的速度大小v;

(2)貨車在避險(xiǎn)車道上行駛的最大距離x

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,在光滑的水平面上有一長(zhǎng)為L的木板B,上表面粗糙,在其左端有一光滑的圓弧槽C,與長(zhǎng)木板接觸但不相連,圓弧槽的下端與木板上表面相平,B、C靜止在水平面上.現(xiàn)有滑塊A以初速度v0從右端滑上B,一段時(shí)間后,以 滑離B,并恰好能到達(dá)C的最高點(diǎn).A、B、C的質(zhì)量均為m.求:

(1)A剛滑離木板B時(shí),木板B的速度;

(2)AB的上表面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ;

(3)圓弧槽C的半徑R;

(4)從開始滑上B到最后滑離C的過(guò)程中A損失的機(jī)械能.

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