【題目】如圖所示，光滑的定滑輪上繞有輕質柔軟細線，線的一端系一質量為2m的重物，另一端系一質量為m、電阻為R的金屬桿。在豎直平面內(nèi)有間距為L的足夠長的平行金屬導軌PQ、EF，在QF之間連接有阻值也為R的電阻，其余電阻不計，磁感應強度為B0的勻強磁場與導軌平面垂直，開始時金屬桿置于導軌下端QF處，將重物由靜止釋放，當重物下降h時恰好達到穩(wěn)定速度而勻速下降。運動過程中金屬桿始終與導軌垂直且接觸良好，不計一切摩擦和接觸電阻，重力加速度為g，求：

（1）重物勻速下降的速度v；

（2）重物從釋放到下降h的過程中，電阻R中產(chǎn)生的焦耳熱QR；

（3）將重物下降h時的時刻記作t=0，速度記為v0，若從t=0開始磁感應強度逐漸減小，且金屬桿中始終不產(chǎn)生感應電流，試寫出磁感應強度的大小B隨時間t變化的關系。

【答案】（1） ；（2） ；（3）

【解析】（1）重物勻速下降時，設細線對金屬棒的拉力為T，金屬棒所受安培力為F，對金屬棒受力，

由平衡條件：

由安培力公式得：F=B0IL

由閉合電路歐姆定律得：

由法拉第電磁感應定律得：E=B0Lv

對重物，由平衡條件得：T=2mg

由上述式子解得：

（2）設電路中產(chǎn)生的總焦耳熱為Q，則由系統(tǒng)功能原理得：

電阻R中產(chǎn)生的焦耳熱為QR，由串聯(lián)電路特點

所以

（3）金屬桿中恰好不產(chǎn)生感應電流，即磁通量不變Φ0=Φt，所以

式中

由牛頓第二定律得：對系統(tǒng)

則磁感應強度與時間t的關系為

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，電路中定值電阻阻值R大于電源內(nèi)阻阻值r。將滑動變阻器滑片向下滑動，理想電壓表V1、V2、V3示數(shù)變化量的絕對值分別為ΔV1、ΔV2、ΔV3，理想電流表A示數(shù)變化量的絕對值為ΔI，則（ ）

A. A的示數(shù)增大

B. V2的示數(shù)增大

C. ΔV3與ΔI的比值大于r

D. ΔV1大于ΔV2

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在“驗證機械能守恒定律”的實驗中，小明同學利用傳感器設計實驗：如圖甲所示，將質量為m、直徑為d的金屬小球在一定高度h由靜止釋放，小球正下方固定一臺紅外線計時器，能自動記錄小球擋住紅外線的時間t，改變小球下落高度h，進行多次重復實驗．此方案驗證機械能守恒定律方便快捷．

(1)用螺旋測微器測小球的直徑如圖乙所示，則小球的直徑d=_____mm；

(2)為直觀判斷小球下落過程中機械能是否守恒，應作下列哪一個圖象______

A． 圖象 B． 圖象 C． 圖象 D. 圖象

(3)經(jīng)正確的實驗操作，小明發(fā)現(xiàn)小球動能增加量總是稍小于重力勢能減少量mgh，你認為增加釋放高度h后，兩者的差值會____（填“增大”、“縮小”或“不變”）．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，、兩物體的質量比，它們原來靜止在平板車上，、間有一根被壓縮了的彈簧，、與平板車上表面間動摩擦因數(shù)相同，地面光滑．當彈簧突然釋放后，則有（ ）

A. 、系統(tǒng)動量守恒

B. 、、系統(tǒng)動量守恒

C. 小車向左運動

D. 小車向右運動

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，電阻不計的兩光滑金屬導軌相距L放在水平絕緣桌面上，半徑為R的1/4圓弧部分處在豎直平面內(nèi)，水平直導軌部分處在磁感應強度為B，方向豎直向下的勻強磁場中，末端與桌面邊緣平齊。兩金屬棒ab、cd垂直于兩導軌且與導軌接觸良好。棒ab質量為2m，電阻為r，棒cd的質量為m，電阻為r。重力加速度為g。開始棒cd靜止在水平直導軌上，棒ab從圓弧頂端無初速度釋放，進入水平直導軌后與棒cd始終沒有接觸并一直向右運動，最后兩棒都離開導軌落到地面上．棒ab與棒cd落地點到桌面邊緣的水平距離之比為3：1。求：

（1）棒ab和棒cd離開導軌時的速度大��；

（2）棒cd在水平導軌上的最大加速度；

（3）兩棒在導軌上運動過程中產(chǎn)生的焦耳熱。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，輕彈簧的一端固定在豎直墻上，一質量為2m的光滑弧形槽靜止放在足夠長的光滑水平面上，弧形槽底端與水平面相切，一質量為m的小物塊從槽上高h處開始下滑，重力加速度為g，下列說法正確的是

A. 物體第一次滑到槽底端時，槽的動能為

B. 物體第一次滑到槽底端時，槽的動能為

C. 在壓縮彈簧的過程中，物塊和彈簧組成的系統(tǒng)動量守恒

D. 物塊第一次被彈簧反彈后能追上槽，但不能回到槽上高h處

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】圖甲所示為氫原子的能級，圖乙為氫原子的光譜。已知譜線a是氫原子從n＝4的能級躍遷到n＝2能級時的輻射光，則譜線b可能是氫原子_____時的輻射光。（填選項前的字母）

A. 從n＝5的能級躍遷到n＝3的能級

B. 從n＝4的能級躍遷到n＝3的能級

C. 從n＝5的能級躍遷到n＝2的能級

D. 從n＝3的能級躍遷到n＝2的能級

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，電子從燈絲K發(fā)出（初速度不計），在KA間經(jīng)加速電壓U1加速后，從A板中心小孔射出，進入由M、N兩個水平極板構成的偏轉電場，M、N兩板間的距離為d，電壓為U2，板長為L，電子進入偏轉電場時的速度與電場方向垂直，射出時沒有與極板相碰．已知電子的質量為m，電荷量為e，不計電子的重力及它們之間的相互作用力．求：

（1）電子在偏轉電場中的運動時間t；

（2）電子從偏轉電場射出時沿垂直于板方向偏移的距離y．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，兩個圓心均在O點，半徑分別為R和的同心圓（OM、OQ分別為大圓的水平和豎直半徑），在兩圓間的環(huán)形區(qū)域內(nèi)充滿磁感應強度大小為B，方向垂直于紙面向里的勻強磁場（內(nèi)、外邊界上均有磁場），在小圓區(qū)域內(nèi)有電場強度大小為E，方向與NP的夾角為30°斜向右下方的勻強電場，一帶正電的粒子從大圓最右側M點以豎直向上的速度沿磁場邊界進入磁場，并恰好從內(nèi)圓的最高點N垂直于電場的方向進入電場，最后從最低點P離開電場，不計粒子重力

（1）求該粒子的比荷；

（2）要使該粒子不進入電場并在磁場中做完整的圓周運動，求粒子從M點入射的速度大小應滿足的條件；

（3）撤去電場，使小圓區(qū)域內(nèi)也充滿同樣的磁場，在大圓最低點Q使該粒子以不同方向的速度射入磁場，速度大小，求粒子離開磁場時所有可能的出射方向。

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