【題目】如圖所示，兩根足夠長(zhǎng)的平行光滑金屬軌道MN、PQ固定在水平面內(nèi)，相距為l，導(dǎo)軌左端接一電容器，電容器的電容為C，有一質(zhì)量為m，長(zhǎng)也為l的金屬桿，擱置在兩根金屬導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，整個(gè)裝置處于豎直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，設(shè)磁場(chǎng)區(qū)域無限大，框架無限長(zhǎng)，導(dǎo)軌和金屬桿電阻不計(jì)，導(dǎo)軌與棒間的動(dòng)摩擦因素為μ。現(xiàn)金屬棒在恒定外力F作用下，從靜止開始運(yùn)動(dòng)，求金屬棒的速度大小隨時(shí)間變化的關(guān)系。

【答案】

【解析】

導(dǎo)體棒由靜止加速滑動(dòng)，電容器所帶電荷量不斷增加，電路中將形成充電電流，導(dǎo)體棒在重力和安培力作用下運(yùn)動(dòng)。設(shè)某時(shí)刻棒的速度為v，則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為

電容器所帶電荷量為

再經(jīng)過很短一段時(shí)間Δt，電容器兩端電壓的增量和電荷量的增量分別為

、

流過導(dǎo)體棒的電流

導(dǎo)體棒受到的安培力

f1=BIl=CB2l2a

金屬棒所受到的摩擦力

f2=μmg

由牛頓第二定律得

F-f1-f2=ma

聯(lián)立以上各式解得

顯然金屬棒做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，所以金屬棒的速度大小隨時(shí)間變化的關(guān)系為

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】如圖所示，一冰壺以速度v垂直進(jìn)入三個(gè)完全相同的矩形區(qū)域做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，且剛要離開第三個(gè)矩形區(qū)域時(shí)速度恰好為零，則冰壺依次進(jìn)入每個(gè)矩形區(qū)域時(shí)的速度之比和穿過每個(gè)矩形區(qū)域所用的時(shí)間之比分別是（　�。�

A.v1∶v2∶v3＝3∶2∶1

B.v1∶v2∶v3＝∶∶1

C.t1∶t2∶t3＝1∶∶

D.t1∶t2∶t3＝(－)∶(－1)∶1

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】三根通電長(zhǎng)直導(dǎo)線平行放置，其截面構(gòu)成等邊三角形，O點(diǎn)為三角形的中心，通過三根直導(dǎo)線的電流大小分別用小I1，I2、I3表示，電流方向如圖所示.當(dāng)I1=I2=I3=I時(shí)，O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，通電長(zhǎng)直導(dǎo)線在某點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小跟電流成正比，則下列說法正確的是（ ）

A.當(dāng)I1=3I，I2=I3=I時(shí)，O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為2B

B.當(dāng)I1=3I，I2=I3=I時(shí)，O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為3B

C.當(dāng)I2=3I，I1=I3=I時(shí)，O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B

D.當(dāng)I3=3I，I1=I2=I時(shí)，O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，A、B是等量異號(hào)電荷連線上的兩點(diǎn)，ABCD是關(guān)于兩電荷連線的垂直平分線對(duì)稱的矩形，O、E是垂直平分線與ABCD的兩個(gè)交點(diǎn)，在E點(diǎn)放置一個(gè)與M點(diǎn)相同的電荷，則下列說法中正確的是（ ）

A.O點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)數(shù)值最大，方向豎直向上

B.O點(diǎn)的電勢(shì)大于零，且一定最高

C.將一負(fù)點(diǎn)電荷由A點(diǎn)移到B點(diǎn)電勢(shì)能減小

D.把一正點(diǎn)電荷沿著C→B→O→A→D的路徑移動(dòng)時(shí)，電場(chǎng)力做負(fù)功

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在以R0為半徑，O為圓心的圓形區(qū)域內(nèi)存在磁場(chǎng)，直徑MN左側(cè)區(qū)域存在一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向垂直于紙面向外，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B1；MN右側(cè)區(qū)域也存在一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向垂直于紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B2，有一質(zhì)量為m，電荷量為+q的帶電粒子（不計(jì)重力）沿垂直于MN的方向從P點(diǎn)射入磁場(chǎng)，通過磁場(chǎng)區(qū)域后自Q點(diǎn)離開磁場(chǎng)，離開磁場(chǎng)時(shí)其運(yùn)動(dòng)方向仍垂直于MN。已知OP與MN的夾角為θ1，OQ與MN的夾角為θ2，粒子在左側(cè)區(qū)域磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t1，粒子在右側(cè)區(qū)域磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t2，則下列說法正確的是（ ）

A.B.

C.D.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，一足夠長(zhǎng)的木板的左端固定，右端的高度可調(diào)節(jié)。若開始時(shí)一物塊恰好沿木板勻速下滑，下列方法中能使物塊停下的是（ ）

A.增大木板的傾角

B.對(duì)物塊施加一個(gè)豎直向下的力

C.對(duì)物塊施加一個(gè)垂直于木板向下的力

D.在物塊上疊放一個(gè)重物（與物塊具有相同的初速度）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】合成與分解是物理常用的一種研究問題的方法，如研究復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)就可以將其分解成兩個(gè)簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng)來研究。請(qǐng)應(yīng)用所學(xué)物理知識(shí)與方法，思考并解決以下問題。

（1）如圖1所示，將一小球以某速度從坐標(biāo)軸原點(diǎn)O水平拋出，兩束平行光分別沿著與坐標(biāo)軸平行的方向照射小球，在兩個(gè)坐標(biāo)軸上留下了小球的兩個(gè)“影子”，影子的位移和速度描述了小球在x、y兩個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)。不計(jì)空氣阻力的影響。則：水平方向的“影子”做什么運(yùn)動(dòng)；豎直方向的“影子”做什么運(yùn)動(dòng)？

（2）如圖2所示，把一個(gè)有孔的小球A裝在輕質(zhì)彈簧的一端，彈簧的另一端固定，小球在沿水平x軸的光滑桿上，能夠在桿上自由滑動(dòng)。把小球沿x軸拉開一段距離，小球?qū)⒆稣穹鶠?/span>R的振動(dòng)，O為振動(dòng)的平衡位置。另一小球B在豎直平面內(nèi)以O′為圓心，在電動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下，沿順時(shí)針方向做半為徑R的勻速圓周運(yùn)動(dòng)。O與O′在同一豎直線上。用豎直向下的平行光照射小球B，適當(dāng)調(diào)整B的轉(zhuǎn)速，可以觀察到，小球B在x方向上的“影子”和小球A在任何瞬間都重合。已知彈簧勁度系數(shù)為k，小球A的質(zhì)量為m，彈簧的彈性勢(shì)能表達(dá)式為，其中k是彈簧的勁度系數(shù)，x是彈簧的形變量。請(qǐng)結(jié)合以上實(shí)驗(yàn)，完成：

a．求小球B的線速度大小?

b．推導(dǎo)出小球A的周期表達(dá)式為。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在直角坐標(biāo)系xOy的第一、四象限內(nèi)，在邊界MN與y軸之間有垂直于坐標(biāo)平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，邊界MN右側(cè)有沿x軸正向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E，MN上P點(diǎn)的坐標(biāo)為（a，0），MN與x軸正向的夾角θ=45°，一個(gè)質(zhì)量為m，電荷量為q的帶負(fù)電的粒子從坐標(biāo)原點(diǎn)沿y軸正向射入磁場(chǎng)，不計(jì)粒子的重力，，求：

(1)要使粒子不進(jìn)入電場(chǎng)，粒子進(jìn)入磁場(chǎng)的最大速度為多少；

(2)若粒子從P點(diǎn)進(jìn)入電場(chǎng)，則粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為多少；

(3)若粒子剛好垂直MN進(jìn)入電場(chǎng)，且將電場(chǎng)反向，則粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)經(jīng)過x軸的位置坐標(biāo)。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】“用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。

(1)某同學(xué)以線狀白熾燈為光源，對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行調(diào)節(jié)并觀察了實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象后，總結(jié)出以下幾點(diǎn)：

A．燈絲與單縫和雙縫必須平行放置

B．干涉條紋與雙縫垂直

C．干涉條紋的疏密程度與單縫寬度有關(guān)

D．干涉條紋的間距與光的波長(zhǎng)有關(guān)

以上幾點(diǎn)中，你認(rèn)為正確的是_____。

(2)用帶有游標(biāo)卡尺的測(cè)量頭測(cè)量相鄰兩條亮條紋間的距離Δx。轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)量頭的手輪，使分劃板的中心刻線對(duì)齊某一條亮條紋（將這一條紋確定為第1亮條紋）的中心，此時(shí)游標(biāo)卡尺上的示數(shù)如圖丙所示，再轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)量頭的手輪，使分劃板的中心刻線對(duì)齊第5條亮條紋的中心，此時(shí)游標(biāo)卡尺上的示數(shù)情況如圖丁所示，則圖丁的示數(shù)x2=_____mm。如果實(shí)驗(yàn)所用雙縫之間的距離d=0.20mm，雙縫到屏的距離L=60cm。根據(jù)以上數(shù)據(jù)可得出光的波長(zhǎng)λ=_____（保留1位小數(shù)）nm。

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