【題目】如圖甲所示，兩根足夠長(zhǎng)的豎直光滑平行金屬導(dǎo)軌相距L1=0.1m，導(dǎo)軌下端通過(guò)導(dǎo)線連接阻值R=0.4Ω的電阻，導(dǎo)軌電阻不計(jì)。一質(zhì)量m=0.2kg、阻值r=0.1Ω的金屬棒ab放在兩導(dǎo)軌上，棒與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸，整個(gè)裝置處于垂直導(dǎo)軌平面向外的磁場(chǎng)中，取g=10m/s2。

（1）若金屬棒距導(dǎo)軌下端L2=0.2m，磁場(chǎng)隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示，為保持金屬棒靜止，試求加在金屬棒中央、沿豎直方向的外力隨時(shí)間變化的關(guān)系。

（2）若所加磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小恒為B1，通過(guò)恒定功率Pm=6W的豎直向上的拉力使棒從靜止開(kāi)始向上運(yùn)動(dòng)，棒向上運(yùn)動(dòng)的位移隨時(shí)間變化的情況如圖丙所示，試求磁感應(yīng)強(qiáng)度B1的大小和變速運(yùn)動(dòng)階段在電阻R上產(chǎn)生的熱量。

【答案】（1）F=(2+0.025t)N（2）5T，3.2J

【解析】

（1）金屬棒在豎直方向上受力平衡，外力應(yīng)向上，設(shè)其大小為F，則有：F-mg-BIL1=0
由乙圖可知，t時(shí)刻磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小可表示為B=2.5tT，t時(shí)刻，回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：

此時(shí)回路中的感應(yīng)電流為：I＝=0.1A
聯(lián)立得：F=（2+0.025t）N
（2）根據(jù)丙圖可知，金屬棒從靜止開(kāi)始，經(jīng)過(guò)t=1.0s時(shí)間．移動(dòng)△s=0.8m后做勻速運(yùn)動(dòng)，勻速時(shí)的速度為：

勻速時(shí)由平衡條件得：


聯(lián)立得：B′=5T
對(duì)金屬棒從靜止到開(kāi)始勻速運(yùn)動(dòng)階段，由能量守恒知：Pt＝mgh+mv2+Q
由R中產(chǎn)生的熱量為：QR＝Q
聯(lián)立得：QR=3.2J

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】如圖所示，相距為d的兩條水平虛線L1、L2之間是方向水平向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，正方形線圈abcd邊長(zhǎng)為L(zhǎng)（L<d），質(zhì)量為m、電阻為R，將線圈在磁場(chǎng)上方h高處由靜止釋放，cd邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度為v0，cd邊剛離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)速度也為v0，則線圈穿過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程中（從cd邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)起一直到ab邊離開(kāi)磁場(chǎng)為止）：

A．感應(yīng)電流所做的功為mgd

B．感應(yīng)電流所做的功為2mgd

C．線圈的最小速度可能為mgR/B2L2

D．線圈的最小速度一定是

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】2016年春節(jié)放假期間，全國(guó)高速公路免費(fèi)通行，小轎車(chē)可以不停車(chē)通過(guò)收費(fèi)站，但要求小轎車(chē)通過(guò)收費(fèi)站窗口前x0＝9 m區(qū)間的速度不超過(guò)v0＝6 m/s.現(xiàn)有甲、乙兩小轎車(chē)在收費(fèi)站前平直公路上分別以v甲＝20 m/s和v乙＝34 m/s的速度勻速行駛，甲車(chē)在前，乙車(chē)在后．甲車(chē)司機(jī)發(fā)現(xiàn)正前方收費(fèi)站，開(kāi)始以大小為a甲＝2 m/s2的加速度勻減速剎車(chē)．

(1)甲車(chē)司機(jī)需在離收費(fèi)站窗口至少多遠(yuǎn)處開(kāi)始剎車(chē)才不違章．

(2)若甲車(chē)司機(jī)經(jīng)剎車(chē)到達(dá)離收費(fèi)站窗口前9 m處的速度恰好為6 m/s，乙車(chē)司機(jī)在發(fā)現(xiàn)甲車(chē)剎車(chē)時(shí)經(jīng)t0＝0.5 s的反應(yīng)時(shí)間后開(kāi)始以大小為a乙＝4 m/s2的加速度勻減速剎車(chē)．為避免兩車(chē)相撞，且乙車(chē)在收費(fèi)站窗口前9 m區(qū)不超速，則在甲車(chē)司機(jī)開(kāi)始剎車(chē)時(shí)，甲、乙兩車(chē)至少相距多遠(yuǎn)？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】在使用如圖所示的向心力演示器探究向心力大小與哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)中．

本實(shí)驗(yàn)采用的科學(xué)方法是______

A.放大法 B.累積法 C.微元法 D.控制變量法

通過(guò)本實(shí)驗(yàn)可以得到的結(jié)果有______

A.在半徑和角速度一定的情況下，向心力的大小與質(zhì)量成正比

B.在質(zhì)量和半徑一定的情況下，向心力的大小與角速度成反比

C.在質(zhì)量和半徑一定的情況下，向心力的大小與角速度成正比

D.在質(zhì)量和角速度一定的情況下，向心力的大小與半徑成反比．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】鐵路在彎道處的內(nèi)外軌道高低是不同的,已知內(nèi)外軌道對(duì)水平面傾角為θ，如圖所示，彎道處的圓弧半徑為R，若質(zhì)量為m的火車(chē)轉(zhuǎn)彎時(shí)速度小于，則( )

A. 外軌對(duì)外側(cè)車(chē)輪輪緣有擠壓

B. 內(nèi)軌對(duì)內(nèi)側(cè)車(chē)輪輪緣有擠壓

C. 這時(shí)鐵軌對(duì)火車(chē)的支持力大于mgcosθ

D. 這時(shí)鐵軌對(duì)火車(chē)的支持力小于mgcosθ

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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的光滑絕緣的半圓形軌道ABC，A點(diǎn)與圓心等高，B點(diǎn)在圓心正下方，軌道固定于電場(chǎng)強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中。兩個(gè)帶等量同種電荷小球剛好能靜止在軌道的A點(diǎn)和B點(diǎn)。己知兩小球質(zhì)量皆為m，重力加速度為g，靜電力常量為k。下列說(shuō)法正確的是

A. 小球帶正電

B. 小球的帶電量為mg/E

C. 小球的帶電量為

D. 在A點(diǎn)小球?qū)壍赖膲毫Υ笥谠?/span>B點(diǎn)小球?qū)壍赖膲毫?/span>

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】一質(zhì)量為m的物體靜止在粗糙的水平地面上，從t=0時(shí)刻開(kāi)始受到方向恒定的水平拉力F作用，F-t的關(guān)系如圖所示。物體在t0時(shí)刻開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，其v- t圖像如圖所示，若可認(rèn)為滑動(dòng)摩擦力等于最大靜摩擦力，則下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（ ）

A. 物體在2t0時(shí)刻的加速度大小大于

B. 物體與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為

C. 物體所受合力在2t0時(shí)刻的功率為 F0v0

D. 物體在4t0時(shí)刻的速度大小為

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】圖為某電源的U-I圖線，圖為某小燈泡的U-1圖線的一部分，則下列說(shuō)法中正確的是( )

A. 電源的內(nèi)阻為10Ω

B. 小燈泡的電阻隨著電壓的增大而減小

C. 當(dāng)小燈泡兩端的電壓為1.0V時(shí)，它的電阻為 Ω

D. 把電源和小燈泡組成閉合回路，小燈泡的功率為2.4W

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】我國(guó)發(fā)射的“神州六號(hào)”載人飛船，與“神州五號(hào)”飛船相比，它在更高的軌道上繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，如圖做示，下列說(shuō)法中正確的是 ( )

A. “神州六號(hào)”的速度較小

B. “神州六號(hào)”的角速度較小

C. “神州六號(hào)”的周期更短

D. “神州六號(hào)”的向心加速度較大

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