（14分）如圖所示，豎直平面內(nèi)有兩光滑金屬圓軌道，平行正對放置，直徑均為d，電阻不計。某金屬棒長L、質(zhì)量m、電阻r，放在圓軌道最低點MM' 處，與兩導(dǎo)軌剛好接觸。兩圓軌道通過導(dǎo)線與電阻R相連。空間有豎直向上的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B�，F(xiàn)使金屬棒獲得垂直紙面向里的初速度vo，當(dāng)其沿圓軌道滑到最高點NN' 處時，對軌道恰無壓力（滑動過程中金屬棒與圓軌道始終接觸良好）。重力加速度為g，求：

（1）金屬棒剛獲得垂直紙面向里的初速度時，判斷電阻R中電流的方向；
（2）金屬棒到達(dá)最高點NN' 處時，電路中的電功率；
（3）金屬棒從MM' 處滑到NN' 處的過程中，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱。       
（1）由右手定則可判定R中電流方向從b到a  （2）   （3）QR=（mv－ mgd）

（1）由右手定則可判定R中電流方向從b到a（2分）
（2）設(shè)金屬棒到達(dá)最高點NN′處時，速度大小為v，由牛頓第二定律得  mg = （2分）
∴   v =
E = BLv   （2分）
P =   （2分）
∴   P =   （1分）
（3）設(shè)整個電路中產(chǎn)生的焦耳熱為Q，則由能量守恒定律得Q= mv－(mv2+mgd) （2分）
又由Q=I2Rt 可知R中的焦耳熱為QR= （2分）
即QR=（mv－ mgd）（1分）
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

(18分) 如圖甲所示，長為l、相距為d的兩塊正對的平行金屬板AB和CD與一電源相連（圖中未畫出電源），B、D為兩板的右端點，兩板間電壓的變化如圖乙所示，在金屬板B、D端的右側(cè)有一與金屬板垂直放置的熒光屏MN，熒光屏距B、D端的距離為l，質(zhì)量為m，電荷量為e的電子以相同的初速度v0從極板左邊中央沿平行極板的直線O1O2連續(xù)不斷地射入。已知所有的電子均能夠從金屬板間射出，且每個電子在電場中運動的時間與電壓變化的周期相等，忽略極板邊緣處電場的影響，不計電子的重力以及電子之間的相互作用。求

（1）t=0和t=T/2時刻進(jìn)入兩板間的電子到達(dá)金屬板B、D端界面時偏離O1O2的距離之比
（2）兩板間電壓U0的最大值
（3）電子在熒光屏上分布的最大范圍

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖所示，兩塊平行金屬極板心MN水平放置，板長L="1" m，間距，兩金屬板間電壓；在平行金屬板右側(cè)依次存在ABC和FGH兩個全等的正三角形區(qū)域，正三角形ABC內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場Bl，三角形的上頂點A與上金屬板M平齊，BC邊與金屬板平行，AB邊的中點P恰好在下金屬板N的右端點；正三角形FGH內(nèi)存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場B2，已知A、F、G處于同一直線上，B、C、H也處于同一直線上，AF兩點距離為�，F(xiàn)從平行金屬極板MN左端沿中軸線方向入射一個重力不計的帶電粒子，粒子質(zhì)量，帶電量，初速度。

(1)求帶電粒子從電場中射出時的速度v的大小和方向
(2)若帶電粒子進(jìn)入中間三角形區(qū)域后垂直打在AC邊上，求該區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度Bl
(3)若要便帶電粒子由FH邊界進(jìn)入FGH區(qū)域并能再次回到FH界面，求B2應(yīng)滿足的條件 。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（10分）如圖的環(huán)狀軌道處于豎直面內(nèi)，它由半徑分別為R和2R的兩個半圓軌道、半徑為R的兩個四分之一圓軌道和兩根長度分別為2R和4R的直軌道平滑連接而成。以水平線MN和PQ為界，空間分為三個區(qū)域，區(qū)域Ⅰ和區(qū)域Ⅲ內(nèi)有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的水平向里的勻強(qiáng)磁場，區(qū)域Ⅰ和Ⅱ內(nèi)有豎直向上的勻強(qiáng)電場，電場場強(qiáng)大小為。一質(zhì)量為m、電荷量為+q的帶電小環(huán)穿在軌道內(nèi)，它與兩根直軌道間的動摩擦因數(shù)為μ（0<μ<1），而軌道的圓弧形部分均光滑。將小環(huán)在較長的直軌道CD下端的C點無初速釋放（不考慮電場和磁場的邊界效應(yīng)，重力加速度為g），求：

（1）小環(huán)在第一次通過軌道最高點A時的速度vA的大小；
（2）小環(huán)在第一次通過軌道最高點A時受到軌道的壓力FN的大小；
（3）若從C點釋放小環(huán)的同時，在區(qū)域Ⅱ再另加一垂直于軌道平面向里的水平勻強(qiáng)電場，其場強(qiáng)大小為，則小環(huán)在兩根直軌道上通過的總路程多大？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖所示，水平放置的平行板電容器，原來兩板不帶電，上極板接地，它的極板長L = 0.1m，兩板間距離 d =" 0.4" cm，有一束相同微粒組成的帶電粒子流從兩板中央平行極板射入，由于重力作用微粒能落到下板上，已知微粒質(zhì)量為 m = 2×10-6kg，電量q = 1×10-8 C，電容器電容為C =10-6 F．
求

(1)為使第一粒子能落點范圍在下板中點到緊靠邊緣的B點之內(nèi)，則微粒入射速度v0應(yīng)為多少？
(2)以上述速度入射的帶電粒子，最多能有多少個落到下極板上？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（8分）如圖所示，相距為d的虛線AB、CD之間存在著水平向左的、場強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場，M、N是平行于電場線的一條直線上的兩點，緊靠CD邊界的右側(cè)有一O點，與N點相距為l，在O點固定一電荷量為（k為靜電力常量）的正點電荷，點電荷產(chǎn)生的電場只存在于CD邊界的右側(cè)。今在M點釋放一個質(zhì)量為m、電量為-e的電子（重力不計）。求：

（1）電子經(jīng)過N點時的速度大小。
（2）判斷電子在CD右側(cè)做什么運動，并求出電子從M點釋放后經(jīng)過N點的時間。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖，直線MN 上方有平行于紙面且與MN成45°的有界勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度大小未知；MN下方為方向垂直于紙面向里的有界勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B．今從MN 上的O點向磁場中射入一個速度大小為v、方向與MN成45°角的帶正電粒子，該粒子在磁場中運動時的軌道半徑為R ．該粒子從O點出發(fā)記為第一次經(jīng)過直線MN ，第五次經(jīng)過直線MN時恰好又通過O點．不計粒子的重力．

（1）畫出粒子在磁場和電場中運動軌跡的草圖；
（2）求出電場強(qiáng)度E的大小；
（3）求該粒子再次從O點進(jìn)入磁場后，運動軌道的半徑r；
（4）求該粒子從O點出發(fā)到再次回到O點所需的時間t ；

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（18分）如圖a所示，豎直直線MN左方有水平向右的勻強(qiáng)電場，現(xiàn)將一重力不計，比荷的正電荷置于電場中O點由靜止釋放，經(jīng)過后，電荷以v0=1.5×104m/s的速度通過MN進(jìn)入其右方的勻強(qiáng)磁場，磁場與紙面垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度B按圖b所示規(guī)律周期性變化（圖b中磁場以垂直紙面向外為正，以電荷第一次通過MN時為t=0時刻，忽略磁場變化帶來的影響）。求：

（1）勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度E；
（2）圖b中時刻電荷與O點的豎直距離r。
（3）如圖在O點下方d=39.5cm處有一垂直于MN的足夠大的擋板，求電荷從O點出發(fā)運動到擋板所需要的時間。（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（14分）如圖所示，足夠長的間距為L=0.2m光滑水平導(dǎo)軌EM、FN與PM、QN相連，PM、QN是兩根半徑為d=0.4m的光滑的圓弧導(dǎo)軌，O、P連線水平，M、N與E、F在同一水平高度，水平和圓弧導(dǎo)軌電阻不計，在其上端連有一阻值為R=8W的電阻，在PQ左側(cè)有處于豎直向上的有界勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0=6T。現(xiàn)有一根長度稍大于L、質(zhì)量為m=0.2kg、電阻為r=2W的金屬棒從軌道的頂端P處由靜止開始下滑，到達(dá)軌道底端MN時對軌道的壓力為2mg，取g=10m/s2，求：

（1）棒到達(dá)最低點MN時金屬棒兩端的電壓；
（2）棒下滑到MN過程中金屬棒產(chǎn)生的熱量；
（3）從棒進(jìn)入EM、FN水平軌道后開始計時，磁場隨時間發(fā)生變化，恰好使棒做勻速直線運動，求磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間變化的表達(dá)式。

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同步練習(xí)冊答案