【題目】如圖所示，足夠長(zhǎng)的兩光滑水平導(dǎo)軌間距為L，導(dǎo)軌間所接電阻的阻值為R.質(zhì)量為m的金屬棒ab阻值也為R、金屬棒在大小為F的水平恒力作用下沿導(dǎo)軌由靜止開(kāi)始滑動(dòng)，其他電阻忽略不計(jì)．整個(gè)裝置處于豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B.

(1) 求金屬棒ab速度的最大值vm；

(2) 畫出電阻R兩端的電壓U與金屬棒速度v的關(guān)系圖象(要求寫出作圖依據(jù))；

(3) 經(jīng)過(guò)時(shí)間t，金屬棒運(yùn)動(dòng)距離為x，速度為v1，求該過(guò)程金屬棒產(chǎn)生的焦耳熱Q.

【答案】(1) (2) (3)

【解析】

（1）當(dāng)安培力與拉力達(dá)到平衡時(shí)受到最大，根據(jù)共點(diǎn)力的平衡條件結(jié)合安培力的計(jì)算公式求解；

（2）找到U-v函數(shù)關(guān)系，結(jié)合數(shù)學(xué)知識(shí)畫圖；

（3）根據(jù)動(dòng)能定理求解該過(guò)程產(chǎn)生的總熱量，從而求解金屬棒產(chǎn)生的焦耳熱.

（1）金屬棒中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：

由閉合電路歐姆定律：

金屬棒受到的安培力：

由牛頓第二定律：

以上各式聯(lián)列可得：

當(dāng)時(shí)，金屬棒速度的最大值

（2）電阻兩端的電壓

且

關(guān)系圖象如圖

（3）金屬棒速度達(dá)到的過(guò)程中：由動(dòng)能定理可得：

解得回路中產(chǎn)生的總熱量：

金屬棒產(chǎn)生的焦耳熱：

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：

【題目】將兩個(gè)金屬電極鋅片和銅片插入一個(gè)水果中就可以做成一個(gè)水果電池，通過(guò)前期查閱相關(guān)資料，得知其電動(dòng)勢(shì)約為1.3~2.0V，內(nèi)阻約為400~800Ω。某興趣小組為了精確測(cè)量水果電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻利用滑動(dòng)變阻器R(0-3kΩ)，毫安表滿偏電流3mA，電阻約10Ω)電壓表 (量程0-2.0V，電阻約1000Ω)，開(kāi)關(guān)導(dǎo)線等設(shè)計(jì)了如圖甲、乙兩種實(shí)驗(yàn)電路。

(1)為了使結(jié)果更加精確，本實(shí)驗(yàn)應(yīng)該選擇_________圖的電路(填“甲”或“乙”).

(2)按照所選電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得到多組電壓表示數(shù)U和電流表示數(shù)I，并記錄在下表內(nèi).

序號(hào)

1

2

3

4

5

6

7

8

電壓

1.28

1.08

0.89

0.75

0.64

0.42

0.40

0.18

電流

0.47

0.84

1.23

1.48

1.69

1.87

2.13

2.52

請(qǐng)根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)在答題卡的坐標(biāo)紙中描出第5、6組數(shù)據(jù)，并作出U-I圖線________.

(3)根據(jù)U-I圖像，可知此水果電池的電動(dòng)勢(shì)為________V，內(nèi)阻為______Ω(結(jié)果保留三位有效數(shù)字).

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，兩根平行長(zhǎng)直導(dǎo)線M、N中通有等大、反向的電流。長(zhǎng)直導(dǎo)線M、N與紙面垂直放置，O為MN連接的中點(diǎn)，在紙面內(nèi)以O點(diǎn)為圓心做圓，與MN連線交于a、b兩點(diǎn)，與MN中垂線交于c、d兩點(diǎn)，則下列說(shuō)法正確的是（　�。�

A. 圓心O處磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為零

B. c、d兩點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度方向相同

C. a、b兩點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度方向相反

D. a、c兩點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度方向互相垂直

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，在豎直面內(nèi)有兩平行金屬導(dǎo)軌AB、CD．導(dǎo)軌間距為L，電阻不計(jì)．一根電阻不計(jì)的金屬棒ab可在導(dǎo)軌上無(wú)摩擦地滑動(dòng)．棒與導(dǎo)軌垂直，并接觸良好．導(dǎo)軌之間有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感強(qiáng)度為B．導(dǎo)軌右邊與電路連接．電路中的三個(gè)定值電阻阻值分別為2R、R和R．在BD間接有一水平放置的電容為C的平行板電容器，板間距離為d，電容器中質(zhì)量為m的帶電微粒電量為q。

(1)當(dāng)ab以速度v0勻速向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，帶電微粒恰好靜止．試判斷微粒的帶電性質(zhì)和電容器的電量Q

(2)ab棒由靜止開(kāi)始，以恒定的加速度a向左運(yùn)動(dòng)．求帶電微粒q所受合力恰好為0的時(shí)間t．（設(shè)帶電微粒始終未與極板接觸．）

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】空間同一直線上A、B、C、D處分別固定放置點(diǎn)電荷q1、q2、q3、q4，已知q1、q4帶等量正電荷, q2、q3帶等量負(fù)電荷,四點(diǎn)電荷在AD中垂線P點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)E=0。AP、BP與直線AD夾角分別為30°、45°,BO=OC,PO=OP’,將電荷Q先從P點(diǎn)移到O點(diǎn)、再?gòu)?/span>O點(diǎn)移到P’點(diǎn),電場(chǎng)力做功分別為W1、W2,則q1與q2電荷量的比值、W1與W2的關(guān)系正確的是

A. 電荷量之比為, W1=-W2

B. 電荷量之比為, W1=W2

C. 電荷量之比為2, W1=-W2

D. 電荷量之比為2, W1=W2

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】一個(gè)質(zhì)量的物體受五個(gè)力的作用處于平衡狀態(tài)。當(dāng)其中一個(gè)的作用力突然消失，其余四個(gè)力保持不變。經(jīng)過(guò)時(shí)間后，下列說(shuō)法正確的是　　

A. 物體一定做勻加速直線運(yùn)動(dòng)

B. 物體的速度一定是

C. 物體速度的變化量一定等于

D. 物體的動(dòng)能一定增加了100J

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】三個(gè)同學(xué)根據(jù)不同的實(shí)驗(yàn)條件，進(jìn)行了探究平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律的實(shí)驗(yàn)：

(1)甲同學(xué)采用如圖甲所示的裝置．用小錘擊打彈性金屬片，金屬片把A球沿水平方向彈出，同時(shí)B球被松開(kāi)自由下落，觀察到兩球同時(shí)落地，改變小錘打擊的力度，即改變A球被彈出時(shí)的速度，兩球仍然同時(shí)落地，這說(shuō)明 _______________________________ ．

(2)乙同學(xué)采用如圖乙所示的裝置．兩個(gè)相同的弧形軌道M、N，分別用于發(fā)射小鐵球P、Q，其中N的末端可看作與光滑的水平板相切（水平板足夠長(zhǎng)），兩軌道上端分別裝有電磁鐵C、D；調(diào)節(jié)電磁鐵C、D的高度使AC＝BD，從而保證小鐵球P、Q在軌道出口處的水平初速度v0相等．現(xiàn)將小鐵球P、Q分別吸在電磁鐵C、D上，然后切斷電源，使兩小球能以相同的初速度v0同時(shí)分別從軌道M、N的末端射出．實(shí)驗(yàn)可觀察到的現(xiàn)象是_____________________________________ ．

僅僅改變弧形軌道M的高度，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，仍能觀察到相同的現(xiàn)象．

(3)丙同學(xué)采用頻閃攝影的方法拍攝到如圖丙所示的小球做平拋運(yùn)動(dòng)的照片，圖中每個(gè)小方格的邊長(zhǎng)為L＝2.5 cm，則由圖可求得該小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度大小為________ m/s.(保留2位有效數(shù)字，g取10m/s2)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖，沿東西方向站立的兩同學(xué)（左西右東)做“搖繩發(fā)電”實(shí)驗(yàn)：把一條長(zhǎng)導(dǎo)線的兩端連在一個(gè)靈敏電流計(jì)（零刻度在表盤中央）的兩個(gè)接線柱上，形成閉合回路，然后迅速搖動(dòng)MN這段“繩”。假設(shè)圖M中情景發(fā)生在赤道，則下列說(shuō)法正確的是

A. 當(dāng)“繩”搖到最高點(diǎn)時(shí)，“繩”中電流最大

B. 當(dāng)“繩”搖到最低點(diǎn)時(shí)，“繩”受到的安培力最大

C. 當(dāng)“繩”向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，N點(diǎn)電勢(shì)比M點(diǎn)電勢(shì)高

D. 搖“繩”過(guò)程中，靈敏電流計(jì)指針的偏轉(zhuǎn)方向不變

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】一只量程為15V的電壓表，串聯(lián)一個(gè)3kΩ的電阻后，再去測(cè)量實(shí)際電壓為15V的路端電壓時(shí)，電壓表示數(shù)為12V，那么這只電壓表的內(nèi)阻是_____kΩ．用這串聯(lián)著3kΩ電阻的電壓表測(cè)量某段電路兩端電壓時(shí)，如果電壓表的示數(shù)為4V，則這段電路的電壓實(shí)際為_____V．

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