如圖所示,金屬桿MN在豎直平面內(nèi)貼著光滑平行金屬導(dǎo)軌下滑,導(dǎo)軌的間距cm，導(dǎo)軌上端接有的電阻,導(dǎo)軌與金屬桿的電阻不計,整個裝置處于T的水平勻強磁場中,磁場方向垂直于導(dǎo)軌平面向里。當金屬桿MN勻速下滑時,每秒鐘有J的重力勢能減少(不計空氣阻力，g=10m/s2)。求：

（1）金屬桿MN勻速下滑的速度大小；

（2）金屬桿MN的質(zhì)量。


解：（1）由題意可知，金屬桿在勻速下滑過程中，重力做正功，將重力勢能全部轉(zhuǎn)化為閉合電路中的電能。所以電路中的電功率就等于重力做功的功率

得0.02W                                                     （1分）

因為閉合電路中所有電能都轉(zhuǎn)化為焦耳熱

則                                                                 （2分）

得E=0.1V                                                                    （1分）

金屬桿下滑過程中切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為

                                                                     （2分）

得 2m/s                                                       （1分）

       （2）由于金屬桿勻速下滑，所以金屬桿受力平衡

即                                                                 （1分）

                                                                （1分）

                                               （1分）

得m = 0.001kg                                                            （2分）


練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：


水平正對放置的兩塊等大平行金屬板M、N與電源連接，兩板間有一帶電粒子以速度v。沿直直線運動；當粒子運動到P點時，由于M板的迅速移動，粒子向上偏轉(zhuǎn)，如圖所示，則下列說法正確的是

       A．粒子帶負電         

       B．M板向上移動

      C．板間電場強度減小

       D．電容器的電容變大

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科目：高中物理 來源： 題型：


小型交流發(fā)電機中,矩形金屬線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動,產(chǎn)生感應(yīng)電動勢隨時間變化關(guān)系如圖所示，此線圈與一個阻值為R=9Ω的電阻組成閉合電路,線圈自身電阻r=1Ω,下列說法正確的是（    ）

A.交變電流的頻率為5Hz          

B.串接在電路中的電流表示數(shù)為2 A

C.發(fā)電機輸出的電壓有效值為10V   

D.發(fā)電機輸出的電功率為18 W

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖所示，一圓形線圈通有電流I，將其放在直線電流I′附近，以下關(guān)于圓形線圈受到安培力的合力方向說法正確的是

A．合力方向豎直向上

B．合力方向水平向左

C．合力方向水平向右

D．合力方向豎直向下

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科目：高中物理 來源： 題型：


在水平向右的勻強電場中，將一帶電小球從A點豎直向上拋出,其運動軌跡如圖所示。小球運動軌跡上的A、B兩點在同一水平線上，M點為軌跡的最高點。小球從A點運動到M點的過程中對應(yīng)的水平位移為，從M點運動到B點的過程中對應(yīng)的水平位移為，不計空氣的阻力。則以下說法中正確的是

A．小球水平方向的分速度先增大后減小

B．小球水平位移與的比值為1∶3]

C．小球從A點運動到M點的過程中電勢能的變化量與從M點運動到B點的過程中電勢能的變化量的比值為1∶1

D．小球在M點動能最小

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科目：高中物理 來源： 題型：


設(shè)想在地球赤道平面內(nèi)有一垂直于地面延伸到太空的輕質(zhì)電梯，電梯頂端可超過地球的同步衛(wèi)星高度R（從地心算起）延伸到太空深處，這種所謂的太空電梯可用于低成本地發(fā)射繞地人造衛(wèi)星。假設(shè)某物體A乘坐太空電梯到達了圖示的B位置并停在此處，與同高度運行的衛(wèi)星C比較

A.A與C運行的速度相同 

B. A的速度大于C的速度

C. A的速度小于C的速度  

D.因為不知道質(zhì)量，故無法比較A與C的速度大小

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科目：高中物理 來源： 題型：


熱敏電阻包括正溫度系數(shù)電阻器（PTC）和負溫度系數(shù)電阻器（NTC）。正溫度系數(shù)電阻器（PTC）在溫度升高時電阻值越大，負責溫度系數(shù)電阻器（NTC）在溫度升高時電阻值越小，熱敏電阻的這種特性，常常應(yīng)用在控制電路中。某實驗小組選用下列器材探究通過熱敏電阻Rx（常溫下阻值約為10.0Ω）的電流隨其兩端電壓變化的特點。

A．電流表A1（量程100mA，內(nèi)阻約1Ω）

B．電流表A2（量程0.6A，內(nèi)阻約0.3Ω）

C．電壓表V1（量程3.0V，內(nèi)阻約3kΩ）

D．電壓表V2（量程15.0V，內(nèi)阻約10kΩ）

E．滑動變阻器R（最大阻值為10Ω）

F．滑動變阻器R′（最大阻值為500Ω）

G．電源E（電動勢15V，內(nèi)阻忽略） H．電鍵、導(dǎo)線若干

①實驗中改變滑動變阻器滑片的位置，使加在熱敏電阻兩端的電壓從零開始逐漸增大，請在所提供的器材中選擇必需的器材，應(yīng)選擇的器材為電流表 ；電壓表 ；滑動變阻器 。（只需填寫器材前面的字母即可）

②請在所提供的器材中選擇必需的器材，在虛線框內(nèi)畫出該小組設(shè)計的電路圖。

③該小組測出熱敏電阻R1的U—I圖線如曲線I所示。請分析說明該熱敏電阻是 熱敏電阻（填PTC或NTC）。

④該小組又通過查閱資料得出了熱敏電阻R2的U—I圖線如曲線II所示。然后又將熱敏電阻R1、R2分別與某電池組連成如圖所示電路。測得通過R1和R2的電流分別為0.30A和0.60A，則該電池組的電動勢為 V，內(nèi)阻為 Ω。（結(jié)果均保留三位有效數(shù)字）


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科目：高中物理 來源： 題型：


霍爾效應(yīng)是電磁基本現(xiàn)象之一，近期我國科學家在該領(lǐng)域的實驗研究上取得了突破性進展。如圖丙所示，在一矩形半導(dǎo)體薄片的P、Q間通入電流I，同時外加與薄片垂直的磁場B，在M、N間出現(xiàn)電壓UH，這個現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)，UH稱為霍爾電壓，且滿足，式中d為薄片的厚度，k為霍爾系數(shù)。某同學通過實驗來測定該半導(dǎo)體薄片的霍爾系數(shù)。

I（×10-3A）

3.0

6.0

9.0

12.0

15.0

18.0

UH（×10-3V）

1.1

1.9

3.4

4.5

6.2

6.8

① 若該半導(dǎo)體材料是空穴（可視為帶正電粒子）導(dǎo)電，電流與磁場方向如圖丙所示，該同學用電壓表測量UH時，應(yīng)將電壓表的“+”接線柱與_________（填“M”或“N”）端通過導(dǎo)線相連。

② 已知薄片厚度d=0.40mm，該同學保持磁感應(yīng)強度B=0.10T不變，改變電流I的大小，測量相應(yīng)的UH值，記錄數(shù)據(jù)如下表所示。根據(jù)表中數(shù)據(jù)在給定區(qū)域內(nèi)（見答題卡）畫出UH—I圖線，利用圖線求出該材料的霍爾系數(shù)為____________V（保留2位有效數(shù)字）。   

③ 該同學查閱資料發(fā)現(xiàn)，使半導(dǎo)體薄片中的電流反向再次測量，取兩個方向測量的平均值，可以減小霍爾系數(shù)的測量誤差，為此該同學設(shè)計了如圖丁所示的測量電路，S1、S2均為單刀雙擲開關(guān)，虛線框內(nèi)為半導(dǎo)體薄片（未畫出）。為使電流從Q端流入，P端流出，應(yīng)將S1擲向_______（填“a”或“b”）, S2擲向_______（填“c”或“d”）。為了保證測量安全，該同學改進了測量電路，將一合適的定值電阻串聯(lián)在電路中。在保持其它連接不變的情況下，該定值電阻應(yīng)串聯(lián)在相鄰器件____________和__________（填器件代號）之間。

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科目：高中物理 來源： 題型：


現(xiàn)有一種特殊的電池，它的電動勢E恒定，內(nèi)阻r較大。為了測定這個電池的電動勢和內(nèi)電阻，某同學利用如圖甲所示的電路進行實驗，圖中電壓表的內(nèi)阻很大，對電路的影響可不考慮，R為電阻箱，改變電阻箱的阻值，記錄電壓表示數(shù)，得到如圖乙所示圖線。圖線中斜率的物理意義是_____________，截距的物理意義是_____________。由斜率與截距可以求得E＝___________V，r＝__________Ω 。

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