【題目】如圖，水平面（紙面）內(nèi)間距為l的平行金屬導(dǎo)軌間接一電阻，質(zhì)量為m、長(zhǎng)度為l的金屬桿置于導(dǎo)軌上。t=0時(shí)，金屬桿在水平向右、大小為F的恒定拉力作用下由靜止開始運(yùn)動(dòng)，t0時(shí)刻，金屬桿進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，且在磁場(chǎng)中恰好能保持勻速運(yùn)動(dòng)。桿與導(dǎo)軌的電阻均忽略不計(jì)，兩者始終保持垂直且接觸良好，兩者之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ。重力加速度大小為g。求：

（1）金屬桿在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的大小；

（2）電阻的阻值。

【答案】（1） （2）

【解析】（1）設(shè)金屬桿進(jìn)入磁場(chǎng)前的加速度大小為a，由牛頓第二定律得ma=F-μmg①

設(shè)金屬桿到達(dá)磁場(chǎng)左邊界時(shí)的速度為v，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有v=at0②

當(dāng)金屬桿以速度v在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，由法拉第電磁感應(yīng)定律，桿中的電動(dòng)勢(shì)為E=Blv③

聯(lián)立①②③式可得E=Blt0④

（2）設(shè)金屬桿在磁場(chǎng)區(qū)域中勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，金屬桿的電流為I，根據(jù)歐姆定律I=⑤

式中R為電阻的阻值。金屬桿所受的安培力為f=BIl⑥

因金屬桿做勻速運(yùn)動(dòng)，由牛頓運(yùn)動(dòng)定律得F–μmg–f=0⑦

聯(lián)立④⑤⑥⑦式得R=⑧

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】如圖所示的（圖中長(zhǎng)木板水平固定）是高中物理常用的力學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置，現(xiàn)用該裝置完成測(cè)定木塊運(yùn)動(dòng)加速度

（1）下例實(shí)驗(yàn)照片中是否有實(shí)驗(yàn)錯(cuò)誤、不合理或不必要之處？若存在問題，請(qǐng)指明問題所在。

照片A（電鍵一側(cè)連蓄電池）照片B 木塊釋放位置

（2）如圖所示為從實(shí)驗(yàn)中得到的一條認(rèn)為最能反映木塊勻變速運(yùn)動(dòng)紙帶的一部分，0，1，2，3，4，5，6為計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)打點(diǎn)未畫出，從紙帶上測(cè)得則木塊的加速度大小（保留兩位有效數(shù)字）

（3）下列哪些措施能有助于減小實(shí)驗(yàn)的誤差（ ）

A．選用輸出電壓穩(wěn)定性更佳的穩(wěn)恒電源

B．選用輸出電壓變化周期更穩(wěn)定的交流電源

C．調(diào)節(jié)滑輪高度，使拉線與長(zhǎng)木板平行

D．實(shí)驗(yàn)中滿足砝碼盤和砝碼的總質(zhì)量為遠(yuǎn)小于木塊的質(zhì)量M

E. 實(shí)驗(yàn)前先平衡滑塊與木板間的摩擦力

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】“用DIS描繪電場(chǎng)的等勢(shì)線”的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如圖所示。

（1）（單選題）該實(shí)驗(yàn)描繪的是

（A）兩個(gè)等量同種電荷周圍的等勢(shì)線

（B）兩個(gè)等量異種電荷周圍的等勢(shì)線

（C）兩個(gè)不等量同種電荷周圍的等勢(shì)線

（D）兩個(gè)不等量異種電荷周圍的等勢(shì)線

（2）（單選題）實(shí)驗(yàn)操作時(shí)，需在平整的木板上依次鋪放

（A）導(dǎo)電紙、復(fù)寫紙、白紙

（B）白紙、導(dǎo)電紙、復(fù)寫紙

（C）導(dǎo)電紙、白紙、復(fù)寫紙

（D）白紙、復(fù)寫紙、導(dǎo)電紙

（3）若電壓傳感器的紅、黑探針分別接觸圖中d、f兩點(diǎn)（f、d連線與A、B連線垂直）時(shí)，示數(shù)小于零。為使示數(shù)為零，應(yīng)保持紅色探針與d點(diǎn)接觸，而將黑色探針（選填：“向左”或“向右”）移動(dòng)。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在xOy平面內(nèi)，0＜x＜2L的區(qū)域內(nèi)有一方向豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)，2L＜x＜3L的區(qū)域內(nèi)有一方向豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)，兩電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等。x＞3L的區(qū)域內(nèi)有一方向垂直于xOy平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。某時(shí)刻，一帶正電的粒子從坐標(biāo)原點(diǎn)以沿x軸正方向的初速度v0進(jìn)入電場(chǎng)；之后的另一時(shí)刻，一帶負(fù)電粒子以同樣的初速度從坐標(biāo)原點(diǎn)進(jìn)入電場(chǎng)。正、負(fù)粒子從電場(chǎng)進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度方向與電場(chǎng)和磁場(chǎng)邊界的夾角分別為60°和30°，兩粒子在磁場(chǎng)中分別運(yùn)動(dòng)半周后在某點(diǎn)相遇。已經(jīng)兩粒子的重力以及兩粒子之間的相互作用都可忽略不計(jì)，兩粒子帶電量大小相等。求：

（1）正、負(fù)粒子的質(zhì)量之比m1：m2；

（2）兩粒子相遇的位置P點(diǎn)的坐標(biāo)；

（3）兩粒子先后進(jìn)入電場(chǎng)的時(shí)間差。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】水平面上有電阻不計(jì)的U形導(dǎo)軌NMPQ，它們之間的寬度為L(zhǎng)，M和P之間接入電動(dòng)勢(shì)為E的電源（不計(jì)內(nèi)阻）。現(xiàn)垂直于導(dǎo)軌擱一根質(zhì)量為m、電阻為R的金屬棒ab，并加一個(gè)范圍較大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向與水平面夾角為θ且指向右斜上方，如圖所示。

問：（1）當(dāng)ab棒靜止時(shí)，ab棒受到的支持力和摩擦力各為多少？

（2）若B的大小和方向均能改變，則要使ab棒所受支持力為零，B的大小至少為多少？此時(shí)B的方向如何？

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，圖面內(nèi)有豎直線DD＇，過DD＇且垂直于圖面的平面將空間分成I、II兩區(qū)域。區(qū)域I有方向豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)和方向垂直圖面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B（圖中未畫出）；區(qū)域II有固定在水平面上高、傾角的光滑絕緣斜面，斜面頂端與直線DD＇距離，區(qū)域II可加豎直方向的大小不同的勻強(qiáng)電場(chǎng)（圖中未畫出）；C點(diǎn)在DD＇上，距地面高。零時(shí)刻，質(zhì)量為m、帶電量為q的小球P在K點(diǎn)具有大小、方向與水平面夾角的速度。在區(qū)域I內(nèi)做半徑的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，經(jīng)C點(diǎn)水平進(jìn)入?yún)^(qū)域II。某時(shí)刻，不帶電的絕緣小球A由斜面頂端靜止釋放，在某處與剛運(yùn)動(dòng)到斜面的小球P相遇。小球視為質(zhì)點(diǎn)，不計(jì)空氣阻力及小球P所帶電量對(duì)空間電磁場(chǎng)的影響。l已知，g為重力加速度。

（1）求勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大��；

（2）若小球A、P在斜面底端相遇，求釋放小球A的時(shí)刻tA；

（3）若小球A、P在時(shí)刻（β為常數(shù)）相遇于斜面某處，求此情況下區(qū)域II的勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)E，并討論場(chǎng)強(qiáng)E的極大值和極小值及相應(yīng)的方向。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，粗糙斜面的傾角θ=37°，邊長(zhǎng)L1=0.5 m的正方形區(qū)域內(nèi)存在著垂直于斜面向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。一個(gè)匝數(shù)n=10匝的剛性正方形線框，邊長(zhǎng)為L2=0.6 m，通過松弛的柔軟導(dǎo)線（對(duì)線框的作用力近似為零）與電阻R相連，R=1.25 Ω。正方形磁場(chǎng)區(qū)域的一半恰好在正方形線框內(nèi)部。已知線框質(zhì)量m=2 kg，總電阻R0=1.25 Ω，與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5．從t=0時(shí)起，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度按B=B0－2t（T）的規(guī)律變化，線框能保持一段時(shí)間靜止在斜面上。設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8．求：

（1）線框不動(dòng)時(shí)，回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E；

（2）B0的取值范圍；

（3）線框保持不動(dòng)的時(shí)間內(nèi)，電阻R上產(chǎn)生的熱量Q的最大值是多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在一次救援中，一輛汽車停在一傾角為370的小山坡坡底，突然司機(jī)發(fā)現(xiàn)在距坡底48 m的山坡處一巨石以8 m/s的初速度加速滾下，巨石和山坡間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5，巨石到達(dá)坡底進(jìn)入水平面的過程速率不變，在水平面的運(yùn)動(dòng)可以近似看成加速度大小為2m/s2的勻減速直線運(yùn)動(dòng)；司機(jī)發(fā)現(xiàn)險(xiǎn)情后經(jīng)過2s汽車才啟動(dòng)起來，并以0.5m/s2的加速度一直做勻加速直線運(yùn)動(dòng)（如圖所示），求：

（1）巨石到達(dá)坡底時(shí)間和速率分別是多少？

（2）汽車司機(jī)能否安全脫險(xiǎn)？

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，光滑水平面上有A、B、C三個(gè)物塊，其質(zhì)量分別為mA=2.0kg，mB=1.0kg，mC=1.0kg．現(xiàn)用一輕彈簧將A、B兩物塊連接，并用力緩慢壓縮彈簧使A、B兩物塊靠近，此過程外力做功108J（彈簧仍處于彈性限度內(nèi)），然后同時(shí)釋放A、B，彈簧開始逐漸變長(zhǎng)，當(dāng)彈簧剛好恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí)，C恰以4m/s的速度迎面與B發(fā)生碰撞并粘連在一起．求

（1）彈簧剛好恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí)（B與C碰撞前）A和B物塊速度的大��？

（2）當(dāng)彈簧第二次被壓縮時(shí)，彈簧具有的最大彈性勢(shì)能為多少？

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