【題目】如圖所示，在匝數(shù)、截面積的多匝線圈中存在方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場，均勻變化。兩相互平行、間距的金屬導(dǎo)軌固定在傾角為的斜面上，線圈通過開關(guān)與導(dǎo)軌相連。一質(zhì)量阻值的光滑金屬桿鎖定在靠近導(dǎo)軌上端的位置。、等高。一阻值的定值電阻連接在導(dǎo)軌底端。導(dǎo)軌所在區(qū)域存在垂直于斜面向上的磁感應(yīng)強(qiáng)度的勻強(qiáng)磁場。金屬導(dǎo)軌光滑且足夠長，線圈與導(dǎo)軌的電阻忽略不計。重力加速度取，電子電量。

（1）閉合開關(guān)時，金屬桿受到沿斜面向下的安培力為，請判斷磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化趨勢是增大還是減小，并求出磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率；

（2）斷開開關(guān)，解除對金屬桿的鎖定，從處由靜止釋放，經(jīng)過，金屬桿下滑，求該過程中金屬桿上產(chǎn)生的焦耳熱；

（3）經(jīng)典物理學(xué)認(rèn)為，金屬的電阻源于定向運動的自由電子和金屬離子（即金屬原子失去電子后的部分）的碰撞，請建立合適的自由電子運動模型，求出第（2）問情境中，當(dāng)金屬桿最終勻速下滑時，金屬桿中金屬離子對一個自由電子沿桿方向的平均阻力的大小。

【答案】（1） （2） （3）

【解析】

試題（1）根據(jù)楞次定律分析磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化情況，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律、閉合電路的歐姆定律和安培力即可求出磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率；（2）根據(jù)動量定理求出速度，再根據(jù)能量守恒定律求出產(chǎn)生的總焦耳熱，根據(jù)即可求得金屬桿上產(chǎn)生的焦耳熱；（3）根據(jù)平衡條件和功能關(guān)系，即可求出摩擦力的大小。

（1）閉合開關(guān)時，金屬桿受到沿斜面向下的安培力，可知金屬桿中的電流由流向，根據(jù)楞次定律可知磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化趨勢是增大

線圈中的感應(yīng)電動勢，導(dǎo)線中的電流

金屬桿受到的安培力

得：

（2）根據(jù)動量定理得

平均電流

平均感應(yīng)電動勢

可得速度

由能量守恒可得

可得

可得

可得

（3）勻速時，根據(jù)平衡條件得：，

金屬桿中的一個電子定向勻速運動，內(nèi)電壓對其做的正功等于克服阻力做的功

，

得到

代入數(shù)據(jù)得：

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，質(zhì)量M=4.0kg，長L=4.0m的木板B靜止在光滑水平地面上，木板右端與豎直墻壁之間距離為s=6.0m，其上表面正中央放置一個質(zhì)量m=1.0kg的小滑塊A，A與B之間的動摩擦因數(shù)為μ=0.2。現(xiàn)用大小為F=18N的推力水平向右推B，兩者發(fā)生相對滑動，作用1s后撤去推力F，通過計算可知，在B與墻壁碰撞時A沒有滑離B。設(shè)B與墻壁碰撞時間極短，且無機(jī)械能損失，重力加速度g=10m/s2.求A在B上滑動的整個過程中，A，B系統(tǒng)因摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能增量。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】下列關(guān)于物理學(xué)史、物理概念及方法的說法中，正確的是（ ）

A. 庫侖在利用扭秤裝置研究得到庫侖定律的實驗探究中，既用到了放大的思想也用到了控制變量法

B. 法拉第首先提出場的概念，安培利用電場線、磁感線形象的描繪了電場和磁場

C. 電動勢表征了電源其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)，在大小上等于非靜電力把的正電荷在電源內(nèi)從正極搬運到負(fù)極所做的功

D. 在研究電場磁場時，我們常引人“試探電荷”、“試探電流元”，目的是不影響原電場的強(qiáng)弱及分布情況，這里應(yīng)用了假設(shè)法

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】物體做初速度為零的勻加速直線運動，第1 s內(nèi)的位移大小為5 m，則該物體( )

A. 3 s內(nèi)位移大小為45 m

B. 第3 s內(nèi)位移大小為25 m

C. 1 s末速度的大小為5 m/s

D. 3 s末速度的大小為30 m/s

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，傾角為θ的斜面體C置于水平地面上，小物塊B置于斜面上，通過細(xì)繩跨過光滑的定滑輪與物體A相連接，連接B的一段細(xì)繩與斜面平行，已知A、B、C都處于靜止?fàn)顟B(tài)，則(　　)

A. B受C的摩擦力一定不為零

B. C受地面的摩擦力一定為零

C. C有沿地面向右滑的趨勢，一定受到地面向左的摩擦力

D. 將細(xì)繩剪斷，若B依然靜止在斜面上，此時地面對C的摩擦力水平向左

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，質(zhì)量m1＝5kg的物體，置于一粗糙的斜面體上，斜面傾角為30°，用一平行于斜面的大小為30N的力F推物體，物體沿斜面向上勻速運動．斜面體質(zhì)量m2＝10kg，且始終靜止，g取10m/s2，求：

（1）斜面體對物體的摩擦力；

（2）地面對斜面體的摩擦力和支持力．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在物理學(xué)的重大發(fā)現(xiàn)中科學(xué)家們創(chuàng)造出了許多物理思想與研究方法，如理想實驗法，控制變量法，極限思想法，建立物理模型法，類比法和科學(xué)假說法等等，以下關(guān)于所用物理學(xué)研究方法的敘述不正確的是

A. 根據(jù)速度定義式，當(dāng)非常非常小時，就可以用表示物體在t時刻的瞬時速度，這是應(yīng)用了極限思想法

B. 在不需要考慮物體本身的大小和形狀時，用質(zhì)點代替物體的方法，采用了等效替代的思想

C. 玻璃瓶內(nèi)裝滿水，用穿有透明細(xì)管的橡皮塞封口，手捏玻璃瓶，細(xì)管內(nèi)液面高度有明顯變化，說明玻璃瓶發(fā)生形變，該實驗采用放大的思想

D. 在推導(dǎo)勻變速直線運動位移公式時，把整個運動過程劃分成很多小段，每一小段近似看做勻速直線運動，然后把各小段的位移相加，這里采用了微元法

【答案】B

【解析】試題分析：根據(jù)速度定義式，當(dāng)非常非常小時，就可以表示物體在t時刻的瞬時速度，該定義就是應(yīng)用了極限思想方法，A正確；在不需要考慮物體本身的大小和形狀時，用質(zhì)點來代替物體的方法叫建立物理模型法，B錯誤；玻璃瓶內(nèi)裝滿水，用穿有透明細(xì)管的橡皮泥封口．手捏玻璃瓶，細(xì)管內(nèi)液面高度變化，說明玻璃瓶發(fā)生形變，該實驗采用放大的思想，故C正確；在探究勻變速運動的位移公式時，采用了微元法將變速運動無限微分后變成了一段段的勻速運動，即采用了微元法，D正確；本題選錯誤的，故選B。

考點：物理學(xué)史。

【名師點睛】在高中物理學(xué)習(xí)中，我們會遇到多種不同的物理分析方法，這些方法對我們理解物理有很大的幫助；故在理解概念和規(guī)律的基礎(chǔ)上，更要注意科學(xué)方法的積累與學(xué)習(xí)。

【題型】單選題
【結(jié)束】
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【題目】如圖所示為一物體做直線運動時的圖象，但縱坐標(biāo)表示的物理量未標(biāo)出。已知物體在前2 s時間內(nèi)向東運動，則以下判斷正確的是

A．若縱坐標(biāo)表示速度，則物體在4s內(nèi)的位移為4 m

B．若縱坐標(biāo)表示速度，則物體在4s內(nèi)的加速度大小不變，方向始終向東

C．若縱坐標(biāo)表示位移，則物體在4s內(nèi)的運動方向始終向東

D．若縱坐標(biāo)表示位移，則物體在4s內(nèi)的位移為零

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，質(zhì)量為m的小球(可看做質(zhì)點)在豎直放置的半徑為R的固定光滑圓環(huán)軌道內(nèi)運動。若小球通過最高點時的速率為，下列說法中正確的是 (　　)

A. 小球在最高點時只受重力作用

B. 小球在最高點對圓環(huán)的壓力大小為mg

C. 小球在最高點時重力的瞬時功率為0

D. 小球繞圓環(huán)運動一周的時間大于2πR/v0

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】2012年我國宣布北斗導(dǎo)航系統(tǒng)正式商業(yè)運行。北斗導(dǎo)航系統(tǒng)又被稱為“雙星定位系統(tǒng)”，具有導(dǎo)航、定位等功能。“北斗”系統(tǒng)中兩顆工作星均繞地心O做勻速圓周運動，軌道半徑為r，某時刻兩顆工作衛(wèi)星分別位于軌道上的A、B兩位置（如圖所示）．若衛(wèi)星均順時針運行，地球表面處的重力加速度為g，地球半徑為R，不計衛(wèi)星間的相互作用力．則以下判斷中正確的是（ ）

A. 這兩顆衛(wèi)星的加速度大小相等，均為

B. 衛(wèi)星l由位置A運動至位置B所需的時間為

C. 衛(wèi)星l向后噴氣就一定能追上衛(wèi)星2

D. 衛(wèi)星1由位置A運動到位置B的過程中萬有引力做正功

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同步練習(xí)冊答案