如圖所示，兩足夠長的平行光滑的金屬導(dǎo)軌、相距為m，導(dǎo)軌平面與水平面夾角，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為的勻強(qiáng)磁場垂直導(dǎo)軌平面向上，長為m的金屬棒垂直于、放置在導(dǎo)軌上，且始終與導(dǎo)軌接觸良好，金屬棒的質(zhì)量為kg、電阻為Ω，兩金屬導(dǎo)軌的上端連接右側(cè)電路，電路中通過導(dǎo)線接一對(duì)水平放置的平行金屬板，兩板間的距離和板長均為m，定值電阻為Ω，現(xiàn)閉合開關(guān)并將金屬棒由靜止釋放，取m/s2，求：

（1）金屬棒下滑的最大速度為多大？

（2）當(dāng)金屬棒下滑達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，整個(gè)電路消耗的電功率為多少？

（3）當(dāng)金屬棒穩(wěn)定下滑時(shí)，在水平放置的平行金屬板間加一垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場，在下板的右端且非常靠近下板的位置處有一質(zhì)量為kg、所帶電荷量為C的液滴以初速度水平向左射入兩板間，該液滴可視為質(zhì)點(diǎn)，要使帶電粒子能從金屬板間射出，初速度應(yīng)滿足什么條件？


（1）當(dāng)金屬棒勻速下滑時(shí)速度最大，設(shè)最大速度vm，則有

F安=B1IL

所以  代入數(shù)據(jù)解得：vm=10m/s

(2)金屬棒勻速下滑時(shí)，動(dòng)能不變，重力勢能減小，此過程中重力勢能轉(zhuǎn)化為電能，重力做功的功率等于整個(gè)電路消耗的電功率P=m1gsinαvm=100W   (或)

（3）金屬棒下滑穩(wěn)定時(shí)，兩板間電壓U=IR2=15V

因?yàn)橐旱卧趦砂彘g有 所以該液滴在兩平行金屬板間做勻速圓周運(yùn)動(dòng)

當(dāng)液滴恰從上板左端邊緣射出時(shí)：      所以v1=0.5m/s  

當(dāng)液滴恰從上板右側(cè)邊緣射出時(shí)：   所以v2=0.25m/s

初速度v應(yīng)滿足的條件是：v1≤0.5m/s  或v2≥0.25m/s


練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：


根據(jù)定義式，下列說法正確的是(    )

A．B的大小與F成正比，與L、I成反比

B．B的方向由F的方向所決定

C．處在磁場中的通電導(dǎo)線L，在任何情況下所受磁場力F與L、I之比都恒定，且不為零

D.只有當(dāng)B與L垂直時(shí)，定義式才有意義

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科目：高中物理 來源： 題型：


 (1) 下圖描繪一定質(zhì)量的氧氣分子分別在0℃和100℃兩種情況下速率分布情況,符合統(tǒng)計(jì)規(guī)律的是　　　　. 

(2) 如圖所示是巖鹽的平面結(jié)構(gòu),實(shí)心點(diǎn)為氯離子,空心點(diǎn)為鈉離子,如果將它們用直線連起來,將構(gòu)成一系列大小相同的正方形.巖鹽是　　　　(填“晶體”或“非晶體”).固體巖鹽中氯離子是　　　　(填“運(yùn)動(dòng)”或“靜止”)的. 

(3) 如圖所示,一定質(zhì)量的理想氣體先從狀態(tài)A經(jīng)等容過程到狀態(tài)B,再經(jīng)等壓過程到狀態(tài)C.在狀態(tài)C時(shí)氣體的體積V=3.0×10-3 m3,溫度與狀態(tài)A相同.求氣體:

① 在狀態(tài)B時(shí)的體積.

② 在整個(gè)過程中放出的熱量.

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科目：高中物理 來源： 題型：


在遠(yuǎn)距離輸電時(shí)，要考慮盡量減少輸電線上的功率損失。有一個(gè)小型發(fā)電站，輸送的電功率為P=500kW，當(dāng)使用U=5kV的電壓輸電時(shí)，測得安裝在輸電線路起點(diǎn)和終點(diǎn)處的兩只電度表一晝夜示數(shù)相差4800 kWh。求：

   （1）輸電效率η和輸電線的總電阻r；

   （2）若想使輸電效率提高到98%，又不改變輸電線，那么電站應(yīng)使用多高的電壓向外輸電？

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖所示，水平面上兩平行光滑金屬導(dǎo)軌間距為L，左端用導(dǎo)線連接阻值為R的電阻．在間距為d的虛線MN、PQ之間，存在方向垂直導(dǎo)軌平面向下的磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小只隨著與MN的距離變化而變化．質(zhì)量為m、電阻為r的導(dǎo)體棒ab垂直導(dǎo)軌放置，在大小為F的水平恒力作用下由靜止開始向右運(yùn)動(dòng)，到達(dá)虛線MN時(shí)的速度為v0．此后恰能以加速度a在磁場中做勻加速運(yùn)動(dòng)．導(dǎo)軌電阻不計(jì)，始終與導(dǎo)體棒電接觸良好．求：

（1）導(dǎo)體棒開始運(yùn)動(dòng)的位置到MN的距離x；

（2）磁場左邊緣MN處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B；

（3）導(dǎo)體棒通過磁場區(qū)域過程中，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱QR．

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖（甲）所示，質(zhì)量為=50g，長=10cm的銅棒，用長度也為的兩根輕軟導(dǎo)線水平懸吊在豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度=1/3T。未通電時(shí)，輕線在豎直方向，通入恒定電流后，棒向外偏轉(zhuǎn)的最大角度θ＝37°，求此棒中恒定電流的大小。

某同學(xué)對(duì)棒中恒定電流的解法如下：對(duì)銅棒進(jìn)行受力分析，通電時(shí)導(dǎo)線向外偏轉(zhuǎn)，說明安培力方向垂直電流和磁場方向向外，受力如圖乙所示（側(cè)視圖）。 當(dāng)最大偏轉(zhuǎn)角θ＝37°時(shí)，棒受力平衡，有 ，得．

請(qǐng)判斷，（1）該同學(xué)的解法正確嗎？若不正確則請(qǐng)指出錯(cuò)在哪里？（2）試寫出求解棒中電流的正確解答過程及結(jié)果.

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖所示，一定量氣體放在體積為V的容器中，室溫為T=300K，有一光滑導(dǎo)熱活塞 C（不占體積）將容器分成A、B兩室，B室的體積是A室的兩倍，A室容器上連接有一U形管（U形管內(nèi)氣體的體積忽略不計(jì)），兩邊水銀柱高度差為76cm，右室容器中連接有一閥門K，可與大氣相通．（外界大氣壓等于76cmHg）求：

（1）將閥門K打開后，A室的體積變成多少？
（2）打開閥門K后將容器內(nèi)的氣體從300K加熱到400K，U形管內(nèi)兩邊水銀面的高度差為多少？
（3）再加熱到540K，U形管內(nèi)兩邊水銀面的高度差又為多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：


A、B兩小球都在水平面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，A球的軌道半徑是B球軌道半徑的2倍，A的轉(zhuǎn)速為30r/min，B的轉(zhuǎn)速為15r/min。則兩球的向心加速度之比為   （   ）

A．1：1       B．2：1  C．4：1   D．8：1

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科目：高中物理 來源： 題型：


在如圖所示的電路中，閉合電鍵S，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向下滑動(dòng)時(shí)，四個(gè)理想電表的示數(shù)都發(fā)生變化，電表的示數(shù)分別用I、U1、U2和U3表示，電表示數(shù)變化量的大小分別用ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3表示．下列比值正確的是      (　　   )

A．U1/I不變，ΔU1/ΔI不變

B．U2/I變大，ΔU2/ΔI變大                                           

C．U2/I變大，ΔU2/ΔI不變

D．U3/I變大，ΔU3/ΔI不變

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