【題目】如圖所示，兩根電阻不計(jì)的光滑金屬導(dǎo)軌豎直放置，相距為L(zhǎng),導(dǎo)軌上端接電阻R，寬度相同的水平條形區(qū)域Ⅰ和Ⅱ內(nèi)有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直導(dǎo)軌平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其寬度均為d，Ⅰ和Ⅱ之間相距為h且無(wú)磁場(chǎng)。一長(zhǎng)度為L(zhǎng)、質(zhì)量為m、電阻為r的導(dǎo)體棒，兩端套在導(dǎo)軌上，并與兩導(dǎo)軌始終保持良好的接觸，導(dǎo)體棒從距區(qū)域Ⅰ上邊界H處由靜止釋放，在穿過(guò)兩段磁場(chǎng)區(qū)域的過(guò)程中，流過(guò)電阻R上的電流及其變化情況相同，重力加速度為g。求：

（1）導(dǎo)體棒進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅰ的瞬間，通過(guò)電阻R的電流大小與方向。

（2）導(dǎo)體棒進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅰ的過(guò)程，電阻R上產(chǎn)生的熱量Q.

（3）求導(dǎo)體棒穿過(guò)區(qū)域Ⅰ所用的時(shí)間。

【答案】(1) ,方向向左； (2)

(3)

【解析】(1)設(shè)導(dǎo)體棒進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅰ瞬間的速度大小為V1,

根據(jù)動(dòng)能定理：mgH=mV12 （1）

由法拉第電磁感應(yīng)定律：E=BLV （2）

由閉合電路的歐姆定律： （3）

由（1）（2）（3）得：

(2)由題意知，導(dǎo)體棒進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅱ的速度大小也為V1，

由能量守恒，得：Q總=mg(h+d)

電阻R上產(chǎn)生的熱量Q= mg(h+d)

(3) 設(shè)導(dǎo)體棒穿出區(qū)域Ⅰ瞬間的速度大小為V2，從穿出區(qū)域Ⅰ到進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅱ，

V12-V22=2gh,得：V2=

設(shè)導(dǎo)體棒進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅰ所用的時(shí)間為t，根據(jù)動(dòng)量定理：

設(shè)向下為正方向：mgt-BLt=mV2-mV1

此過(guò)程通過(guò)整個(gè)回路的電量為：

得：

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】簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的條件是“質(zhì)點(diǎn)所受回復(fù)力與它偏離平衡位置的位移成正比，方向總是指向平衡位置，即”。如圖，圓弧面上的小球（可看作質(zhì)點(diǎn)）左右振動(dòng)，振動(dòng)幅度較小。小方同學(xué)測(cè)得圓弧半徑R=1.2m，小球某次經(jīng)過(guò)圓弧最低點(diǎn)時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，并數(shù)“1”，然后小球每經(jīng)過(guò)一次最低點(diǎn)就依次數(shù)“2、3、4...”，當(dāng)數(shù)到“31”時(shí)停止計(jì)時(shí)，發(fā)現(xiàn)用時(shí)33秒。

Ⅰ.請(qǐng)論證小球在振動(dòng)幅度較小時(shí)，是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)；

Ⅱ.根據(jù)題中條件，利用所學(xué)知識(shí)計(jì)算當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣龋?/span>取9.8，結(jié)果保留2位有效數(shù)字）。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】某裝置如圖所示，兩根長(zhǎng)度均為的輕桿OA、OB與小球以及一小滑塊通過(guò)鉸鏈連接，桿OA的A端與固定在豎直光滑桿上的鉸鏈相連。原長(zhǎng)也為的輕質(zhì)彈簧一端固定在A點(diǎn)，另一端連接小滑塊，彈簧與小滑塊都套在該桿上，裝置靜止時(shí)，彈簧長(zhǎng)為1.6，重力加速度為g，以下說(shuō)法正確的是

A. 輕桿OA對(duì)小球的作用力方向與豎直桿的夾角為53°

B. 輕桿OB對(duì)小滑塊的作用力方向沿OB桿向下，大小為

C. 輕桿OA與OB對(duì)小球的作用力大小之比是

D. 彈簧的勁度系數(shù)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】一個(gè)物體所受的重力在下列哪些情形下要變大

A. 把它從赤道拿到兩極 B. 把它送到月球上去

C. 把它浸入水中 D. 將物體置于快速運(yùn)行的汽車(chē)?yán)?/span>

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】圖甲為一列簡(jiǎn)諧橫波在某一時(shí)刻的波形圖，圖乙為介質(zhì)中一質(zhì)點(diǎn)P以此時(shí)刻為計(jì)時(shí)起點(diǎn)的振動(dòng)圖像，則由圖可知________．

A. 質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的周期T＝0.2 s

B. 波速v＝20 m/s

C. 因一個(gè)周期內(nèi)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)0.8 m，所以波長(zhǎng)λ＝0.8 m

D. 從該時(shí)刻起經(jīng)過(guò)0.15 s，波沿x軸正方向傳播3 m

E. 從該時(shí)刻起經(jīng)過(guò)0.25 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)Q的加速度大于質(zhì)點(diǎn)P的加速度

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，半徑為R、圓心為O的大圓環(huán)固定在豎直平面內(nèi)，兩個(gè)輕質(zhì)小圓環(huán)固定在大圓環(huán)上豎直對(duì)稱軸的兩側(cè)θ=45°的位置上，一根輕質(zhì)長(zhǎng)繩穿過(guò)兩個(gè)小圓環(huán)，它的兩端都系上質(zhì)量為m的重物，小圓環(huán)的大小、繩子與大、小圓環(huán)間的摩擦均可忽略．當(dāng)在兩個(gè)小圓環(huán)間繩子的中點(diǎn)C處，掛上一個(gè)質(zhì)量M的重物，M恰好在圓心處處于平衡．（重力加速度為g）求：

（1）M與m質(zhì)量之比．

（2）再將重物M托到繩子的水平中點(diǎn)C處，然后無(wú)初速釋放重物M，則重物M到達(dá)圓心處的速度是多大？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，固定在水平面上的光滑斜面傾角為30°，質(zhì)量分別為M、m的兩個(gè)物體通過(guò)細(xì)繩及輕彈簧連接于光滑輕滑輪兩側(cè)，斜面底端有一與斜面垂直的擋板。開(kāi)始時(shí)用手按住物體M，此時(shí)M距離擋板的距離為s，滑輪兩邊的細(xì)繩恰好伸直，且彈簧處于原長(zhǎng)狀態(tài)。已知M = 2m，空氣阻力不計(jì)。松開(kāi)手后，關(guān)于二者的運(yùn)動(dòng)下列說(shuō)法中正確的是

A. M和m組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒

B. 當(dāng)M的速度最大時(shí)，m與地面間的作用力為零

C. 若M恰好能到達(dá)擋板處，則此時(shí)m的速度為零

D. 若M恰好能到達(dá)擋板處，則此過(guò)程中重力對(duì)M做的功等于物體m的機(jī)械能增加量

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，一個(gè)有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)方向垂直紙面向外．一個(gè)矩形閉合導(dǎo)線框abcd，沿紙面由位置1(左)勻速運(yùn)動(dòng)到位置2(右)．則g

A. 導(dǎo)線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，感應(yīng)電流方向?yàn)閍→b→c→d→a

B. 導(dǎo)線框離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)，感應(yīng)電流方向?yàn)閍→d→c→b→a

C. 導(dǎo)線框離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)，受到的安培力方向水平向左

D. 導(dǎo)線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，受到的安培力方向水平向右

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】（14分）如圖所示，x軸上M點(diǎn)和N點(diǎn)的坐標(biāo)分別是(0.5 m，0)、(2 m，0)，虛線MM′與y軸平行。在y軸和MM′之間加垂直紙面方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在N點(diǎn)固定一個(gè)正的點(diǎn)電荷。現(xiàn)有一個(gè)質(zhì)量、電荷量的大小的粒子，從y軸上某點(diǎn)沿x軸的正方向以初速度進(jìn)入磁場(chǎng)，在第四象限里一直做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，最后從x軸上的Q點(diǎn)（沒(méi)畫(huà)出）射入第一象限，不計(jì)帶電粒子的重力，粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)就不受在N點(diǎn)的固定點(diǎn)電荷影響。已知靜電力常量k=9×109 N·m2/C2。求：

（1）Q點(diǎn)的坐標(biāo)；

（2）勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向；

（3）帶電粒子從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)的時(shí)間。

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