【題目】如圖所示，兩根足夠長的平行光滑金屬導軌、固定在豎直平面內，導軌間距為L，下端連接阻值為4r的定值電阻，導軌電阻不計。整個裝置處在勻強磁場中，磁感應強度為B，方向垂直導軌平面向里。一質量為m的金屬棒ab接入回路的電阻為r，在大小為3mg方向豎直向上的拉力作用下開始運動。金屬棒始終保持水平且與導軌接觸良好，重力加速度為g，求：

(1)金屬棒所能達到最大速度vm的大��；

(2)金屬棒從靜止開始沿導軌上滑h，此時已達到最大速度，這一過程中金屬棒上產生的焦耳熱Qr。

【答案】(1)；(2)

【解析】

(1)速度最大時受力平衡，根據(jù)平衡條件可得

其中拉力，導體棒切割磁感應線產生的感應電動勢，根據(jù)閉合電路的歐姆定律可得

聯(lián)立解得

(2)金屬棒從靜止開始沿導軌上滑h過程中克服安培力做的功為WA，根據(jù)動能定理可得

得

根據(jù)功能關系可得產生的總的焦耳熱為

根據(jù)焦耳定律可得這一過程中金屬棒上產生的焦耳熱

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】利用電場和磁場來控制帶電粒子的運動，在現(xiàn)代科學實驗和技術設備中有廣泛的應用。如圖1所示為電子槍的結構示意圖，電子從熾熱的金屬絲發(fā)射出來，在金屬絲和金屬板之間加以電壓U0，發(fā)射出的電子在真空中加速后，沿電場方向從金屬板的小孔穿出做直線運動。已知電子的質量為m，電荷量為e，不計電子重力及電子間的相互作用力。設電子剛剛離開金屬絲時的速度為零：

(1)求電子從電子槍中射出時的速度v0的大小；

(2)示波器中的示波管是利用電場來控制帶電粒子的運動。如圖2所示，Y和為間距為d的兩個偏轉電極，兩板長度均為L，極板右側邊緣與屏相距x，OO′為兩極板間的中線并與屏垂直，O點為電場區(qū)域的中心點。從電子槍中射出的電子束沿OO′射入電場中，若兩板間不加電場，電子打在屏上的點。為了使電子打在屏上的P點，P與相距h，則需要在兩極板間加多大的電壓U；

(3)電視機中顯像管的電子束偏轉是用磁場來控制的。如圖3所示，有一半徑為r的圓形區(qū)域，圓心a與屏相距l，b是屏上的一點，ab與屏垂直。從電子槍中射出的電子束沿ab方向進入圓形區(qū)域，若圓形區(qū)域內不加磁場時，電子打在屏上的b點。為了使電子打在屏上的c點，c與b相距l，則需要在圓形區(qū)域內加垂直于紙面的勻強磁場。求這個磁場的磁感應強度B的大小。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某小組預測量輕彈簧的勁度系數(shù)，他們認為測量誤差主要來源于彈簧原長的測量和彈簧形變量的測量，因此對實驗進行如圖改進：選擇較光滑的水平桌面，滑輪涂上潤滑油，彈簧左端固定，右端通過輕繩跨過定滑輪。桌子右側豎起游標卡尺，在輕繩上懸掛一個的鉤碼，移動游標，使其零刻度線對準指針，此時標尺讀數(shù)為；再懸掛一個的鉤碼，移動游標，再次使其零刻度線對準指針，標尺示數(shù)如圖所示，其讀數(shù)為__。當?shù)氐闹亓铀俣却笮?/span>，此彈簧的勁度系數(shù)為__（保留3位有效數(shù)字）。請寫出一條減少實驗誤差的方法：__。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】一理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為5：1，原線圈接入如圖甲所示的正弦交流電，副線圈接入燈泡L與熱敏電阻RT（阻值隨溫度升高而降低），燈泡正常發(fā)光，如圖乙所示。下列說法正確的是（　　）

A.燈泡的額定電壓為44VB.副線圈輸出電壓的頻率為10Hz

C.RT溫度升高時，原線圈的電流增大D.RT溫度升高時，燈泡L變暗

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，一物塊開始時靜止在粗糙的傾角為θ的固定斜面上。從某時刻開始，物塊受到一方向不變、大小從零均勻增大、與斜面平行的拉力作用。假設物塊與斜面間的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。以f表示物塊所受摩擦力的大小，F表示拉力的大小。能正確描述f與F之間的關系的圖象可能是（　�。�

A. B. C. D.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】假期里，一位同學在廚房里協(xié)助媽媽做菜，對菜刀發(fā)生了興趣。他發(fā)現(xiàn)菜刀的刀刃前部和后部的厚薄不一樣，如圖所示，菜刀橫截面為等腰三角形，刀刃前部的橫截面頂角較小，后部的頂角較大，他先后做出過幾個猜想,其中合理的是

A. 刀刃前部和后部厚薄不勻，僅是為了打造方便,外形美觀,跟使用功能無關

B. 在刀背上加上同樣的壓力時，分開其他物體的力跟刀刃厚薄無關

C. 在刀背上加上同樣的壓力時，頂角越大，分開其他物體的力越大

D. 在刀背上加上同樣的壓力時，頂角越小，分開其他物體的力越大

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，用一根細線系住重力為G的小球，開始細線在作用于O點的拉力下保持豎直位置，小球與傾角為α的光滑斜面體接觸，處于靜止狀態(tài)，小球與斜面的接觸面非常小�，F(xiàn)保持小球位置不動，沿順時針方向改變拉力方向，直到拉力方向與斜面平行。在這一過程中，斜面保持靜止。下列說法正確的是（　�。�

A. 細線對小球的拉力先減小后增大

B. 斜面對小球的支持力先增大后減小

C. 斜面對地面的摩擦力一直減小，方向向右

D. 細線對小球的拉力的最小值等于Gsin α

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示,質量為m的木塊在質量為M的長木板上受到向右的拉力F的作用向右滑行,長木板處于靜止狀態(tài),已知木塊與木板間的動摩擦因數(shù)為μ1，木板與地面間的動摩擦因數(shù)為μ2.下列說法正確的是( )

A. 木板受到地面的摩擦力的大小一定是μ1(m+M)g

B. 木板受到地面的摩擦力的大小一定是μ1mg

C. 當F>μ2(m+M)g時,木板便會開始運動

D. 無論怎樣改變F的大小,木板都不可能運動

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】（1）在 探究小車速度隨時間變化規(guī)律 的實驗中，下列說法正確的是_________。

A．電火花計時器正常工作時，其打點的周期取決于交流電壓的高低

B．電火花計時器應接在10V以下的交流電源上才能正常工作

C．打點計時器連續(xù)工作時間很短，應注意打點之后要立即關閉電源

D．開始實驗時，應先接通電源，后釋放小車

（2）某同學在實驗中，由打點計時器得到表示小車運動過程的一條清晰紙帶如圖所示，紙帶上兩相鄰計數(shù)點的時間間隔為T＝0．10s，其中S1=7．05cm、S2=7．68 cm、S3=8．33 cm、S4=8．95 cm、S5=9．61 cm、S6=10．26 cm，則D點處瞬時速度大小是_________m/s，計算小車運動加速度的表達式為____________，加速度大小是_________m/s2（計算結果保留兩位有效數(shù)字）．

（3）另一同學利用氣墊導軌測定滑塊的加速度，滑塊上安裝了寬度為3．0 cm的遮光條，如圖所示，滑塊在牽引力作用下先后勻加速通過兩個光電門，配套的數(shù)字毫秒計記錄了遮光條通過第一個光電門的時間為Δt1＝0．30 s，通過第二個光電門的時間為Δt2＝0．10 s，遮光條從開始遮住第一個光電門到開始遮住第二個光電門的時間為Δt＝4．0 s．試估算：滑塊經(jīng)過第一個光電門時的速度大小v1=____________ m/s ；在滑動過程中，滑塊的加速度大小a=____________ m/s2．

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