如圖所示，間距為L的兩條足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌與水平面的夾角為θ，導(dǎo)軌光滑且電阻忽略不計(jì)．場(chǎng)強(qiáng)為B的條形勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向與導(dǎo)軌平面垂直，磁場(chǎng)區(qū)域的寬度為d1，間距為d2．兩根質(zhì)量均為m、有效電阻均為R的導(dǎo)體棒a和b放在導(dǎo)軌上，并與導(dǎo)軌垂直． (設(shè)重力加速度為g)

(1)若a進(jìn)入第2個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)，b以與a同樣的速度進(jìn)入第1個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域，求b穿過(guò)第1個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域過(guò)程中增加的動(dòng)能△Ek．

(2)若a進(jìn)入第2個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)，b恰好離開(kāi)第1個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域；此后a離開(kāi)第2個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)，b 又恰好進(jìn)入第2個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域．且a．b在任意一個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域或無(wú)磁場(chǎng)區(qū)域的運(yùn)動(dòng)時(shí)間均相．求b穿過(guò)第2個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域過(guò)程中，兩導(dǎo)體棒產(chǎn)生的總焦耳熱Q．

(3)對(duì)于第(2)問(wèn)所述的運(yùn)動(dòng)情況，求a穿出第k個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)的速率


答案（1）穿過(guò)地1個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域過(guò)程中增加的動(dòng)能；

（2）；

（3）

解析：(1) a和b不受安培力作用，由機(jī)械能守恒定律知，

(2) 設(shè)導(dǎo)體棒剛進(jìn)入無(wú)磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)的速度為v1剛離開(kāi)無(wú)磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)的速度為v2，

由能量守恒知：

在磁場(chǎng)區(qū)域中，

在無(wú)磁場(chǎng)區(qū)域中，

解得

(3) 在無(wú)磁場(chǎng)區(qū)域：

根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律

且平均速度　

有磁場(chǎng)區(qū)域：

棒a受到的合力

感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

感應(yīng)電流

解得

根據(jù)牛頓第二定律，在t到t+△t時(shí)間內(nèi)

則有

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：


如圖4所示，帆板在海面上以速度v朝正西方向運(yùn)動(dòng)，帆船以速度v朝正北方向航行，以帆板為參照物

[來(lái)源:學(xué)§科§網(wǎng)]

A．帆船朝正東方向航行，速度大小為v           B．帆船朝正西方向航行，速度大小為v

C．帆船朝南偏東45°方向航行，速度大小為v   D．帆船朝北偏東45°方向航行，速度大小為v

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


光滑水平面上放有如圖所示的用絕緣材料制成的L形滑板（水平部分足夠長(zhǎng)），質(zhì)量為4m；距滑板的A壁為L(zhǎng)1距離的B處放有一質(zhì)量為m、電量為+q的大小不計(jì)的小物體，小物體與板面的摩擦不計(jì)，整個(gè)裝置置于場(chǎng)強(qiáng)為E的水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中。初始時(shí)刻，滑板與小物體都靜止。試求：  （1）釋放小物體后，其第一次與滑板A壁相碰前小物體的速率v1多大？   （2）若小物體與A壁碰后相對(duì)地面的速度大小為碰前速率的3/5，則小物體在第二次跟A壁碰撞之前瞬間，滑板相對(duì)于水平面的速度v2和小物體相對(duì)于水平面的速度v3分別為多大？  （3）小物體從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到第二次碰撞前瞬間，電場(chǎng)力做功為多大？（設(shè)碰撞時(shí)間極短且無(wú)能量損失，碰撞前后小物體帶電量保持不變）

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


速調(diào)管是用于甚高頻信號(hào)放大的一種裝置（如圖11所示），其核心部件是由兩個(gè)相距為s的腔組成，其中輸入腔由一對(duì)相距為l的平行正對(duì)金屬板構(gòu)成（圖中虛線框內(nèi)的部分）。已知電子質(zhì)量為m，電荷量為e，為計(jì)算方便，在以下的討論中電子之間的相互作用力及其重力均忽略不計(jì)。

（1）若輸入腔中的電場(chǎng)保持不變，電子以一定的初速度v0從A板上的小孔沿垂直A板的方向進(jìn)入輸入腔，而由B板射出輸入腔時(shí)速度減為v0/2，求輸入腔中的電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小及電子通過(guò)輸入腔電場(chǎng)區(qū)域所用的時(shí)間t；

（2）現(xiàn)將B板接地（圖中未畫出），在輸入腔的兩極板間加上如圖12所示周期為T的高頻方波交變電壓，在 t=0時(shí)A板電勢(shì)為U0，與此同時(shí)電子以速度v0連續(xù)從A板上的小孔沿垂直A板的方向射入輸入腔中，并能從B板上的小孔射出，射向輸出腔的C孔。若在nT～（n+1）T的時(shí)間內(nèi)（n=0，1，2，3……），前半周期經(jīng)板射出的電子速度為v1（未知），后半周期經(jīng)B板射出的電子速度為v2（未知），求v1與v2的比值；（由于輸入腔兩極板間距離很小，且電子的速度很大，因此電子通過(guò)輸入腔的時(shí)間可忽略不計(jì)）

（3）在上述速度分別為v1和v2的電子中，若t時(shí)刻經(jīng)B板射出速度為v1的電子總能與t+T/2時(shí)刻經(jīng)B板射出的速度為v2的電子同時(shí)進(jìn)入輸出腔，則可通過(guò)相移器的控制將電子的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為輸出腔中的電場(chǎng)能，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)甚高頻信號(hào)進(jìn)行放大的作用。為實(shí)現(xiàn)上述過(guò)程，輸出腔的C孔到輸入腔的右極板B的距離s應(yīng)滿足什么條件？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


磁懸浮列車是一種高速低耗的新型交通工具．它的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)化為如下模型，固定在列車下端的動(dòng)力繞組可視為一個(gè)矩形純電阻金屬框，電阻為R，金屬框置于xOy平面內(nèi)，長(zhǎng)邊MN長(zhǎng)為L(zhǎng)平行于y軸，寬為d的NP邊平行于x軸，如圖1所示．列車軌道沿Ox方向，軌道區(qū)域內(nèi)存在垂直于金屬框平面的磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B沿O x方向按正弦規(guī)律分布，其空間周期為λ，最大值為B0，如圖2所示，金屬框同一長(zhǎng)邊上各處的磁感應(yīng)強(qiáng)度相同，整個(gè)磁場(chǎng)以速度v0沿Ox方向勻速平移．設(shè)在短暫時(shí)間內(nèi)，MN、PQ邊所在位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化可以忽略，并忽略一切阻力．列車在驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)作用下沿Ox方向加速行駛，某時(shí)刻速度為v(v<v0)．

(1)簡(jiǎn)要敘述列車運(yùn)行中獲得驅(qū)動(dòng)力的原理；

(2)為使列車獲得最大驅(qū)動(dòng)力，寫出MN、PQ邊應(yīng)處于磁場(chǎng)中的什么位置及λ與d之間應(yīng)滿足的關(guān)系式；

(3)計(jì)算在滿足第(2)問(wèn)的條件下列車速度為v時(shí)驅(qū)動(dòng)力的大�。�

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


如圖所示為利用電磁作用輸送非導(dǎo)電液體裝置的示意圖。一邊長(zhǎng)為L(zhǎng)、截面為正方形的塑料管道水平放置，其右端面上有一截面積為A的小噴口，噴口離地的高度為h。管道中有一絕緣活塞。在活塞的中部和上部分別嵌有兩根金屬棒a、b，其中棒b的兩端與一電壓表相連，整個(gè)裝置放在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。當(dāng)棒a中通有垂直紙面向里的恒定電流I時(shí)，活塞向右勻速推動(dòng)液體從噴口水平射出，液體落地點(diǎn)離噴口的水平距離為S。若液體的密度為ρ，不計(jì)所有阻力，求：

（1）活塞移動(dòng)的速度；

（2）該裝置的功率；

（3）磁感強(qiáng)度B的大�。�

（4）若在實(shí)際使用中發(fā)現(xiàn)電壓表的讀數(shù)變小，試分析其可能的原因。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


如圖（a）所示，光滑的平行長(zhǎng)直金屬導(dǎo)軌置于水平面內(nèi)，間距為L、導(dǎo)軌左端接有阻值為R的電阻，質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒垂直跨接在導(dǎo)軌上。導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻均不計(jì)，且接觸良好。在導(dǎo)軌平面上有一矩形區(qū)域內(nèi)存在著豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。開(kāi)始時(shí)，導(dǎo)體棒靜止于磁場(chǎng)區(qū)域的右端，當(dāng)磁場(chǎng)以速度v1勻速向右移動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體棒隨之開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，同時(shí)受到水平向左、大小為f的恒定阻力，并很快達(dá)到恒定速度，此時(shí)導(dǎo)體棒仍處于磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)。

⑴求導(dǎo)體棒所達(dá)到的恒定速度v2；

⑵為使導(dǎo)體棒能隨磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)，阻力最大不能超過(guò)多少？

⑶導(dǎo)體棒以恒定速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)克服阻力所做的功和電路中消耗的電功率各為多大？

⑷若t＝0時(shí)磁場(chǎng)由靜止開(kāi)始水平向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)較短時(shí)間后，導(dǎo)體棒也做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，其v－t關(guān)系如圖（b）所示，已知在時(shí)刻t導(dǎo)體棒瞬時(shí)速度大小為vt，求導(dǎo)體棒做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大小。

 


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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


如圖，水平放罝的直導(dǎo)線正下方有一只可自由轉(zhuǎn)動(dòng)的小磁針.當(dāng)導(dǎo)線中通過(guò)自右向左的電流時(shí)，小磁針N極的轉(zhuǎn)動(dòng)情況是

A.垂直于紙面向里轉(zhuǎn) 

B.垂直于紙面向外轉(zhuǎn)

C.在紙面內(nèi)順時(shí)針轉(zhuǎn)

D.在紙面內(nèi)逆時(shí)計(jì)轉(zhuǎn)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


如圖所示，是一列沿x軸正向傳播的簡(jiǎn)諧橫波在t時(shí)刻的圖象。已知x軸上3cm處的質(zhì)點(diǎn)P在Δt=t/-t=0.35s內(nèi)通過(guò)的路程為14cm。則（     ）

A.波速一定是0.4m/s

B.在Δt內(nèi)波的傳播距離為14cm

C.波長(zhǎng)為15cm

D.在t/時(shí)刻P點(diǎn)的振動(dòng)方向?yàn)閥軸正方向

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