如圖所示，水平面上有兩根相距0.5m的足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN 和PQ，它們的電阻可忽略不計(jì)，在M 和P 之間接有阻值為R＝3.0Ω 的定值電阻，導(dǎo)體棒ab 長(zhǎng)l＝0.5m,質(zhì)量m=1kg，其電阻為r＝1.0Ω，與導(dǎo)軌接觸良好.整個(gè)裝置處于方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.4T.現(xiàn)使ab 以v0＝10m/s 的速度向右做勻速運(yùn)動(dòng).

（1）使ab棒向右勻速的拉力F 為多少？
（2）若撤掉拉力F，當(dāng)導(dǎo)體棒速度v＝5m/s 時(shí)，試求導(dǎo)體棒的加速度大小為多少？
（3）試求從撤掉拉力F 后，直至導(dǎo)體棒ab 停止的過(guò)程中，在電阻R 上消耗的焦耳熱。

（1）0.1N（2）（3）37.5J

解析試題分析：（1）以桿為研究對(duì)象，當(dāng)它勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，外力等于安培力：


解得：
（2）由牛頓第二定律得：

又：
解得：
（3）根據(jù)功能原理知，導(dǎo)體棒動(dòng)能的減少轉(zhuǎn)化為全電路電阻消耗的電能，即：

據(jù)回路電阻上能量消耗的關(guān)系可以得出在電阻R上消耗的焦耳熱
QR=37.5J
考點(diǎn)：此題考查了法拉第電磁感應(yīng)定律和牛頓定律及能量守恒定律等知識(shí)點(diǎn)。

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：計(jì)算題

(18分) 如圖甲所示，長(zhǎng)為l、相距為d的兩塊正對(duì)的平行金屬板AB和CD與一電源相連（圖中未畫出電源），B、D為兩板的右端點(diǎn)，兩板間電壓的變化如圖乙所示，在金屬板B、D端的右側(cè)有一與金屬板垂直放置的熒光屏MN，熒光屏距B、D端的距離為l，質(zhì)量為m，電荷量為e的電子以相同的初速度v0從極板左邊中央沿平行極板的直線O1O2連續(xù)不斷地射入。已知所有的電子均能夠從金屬板間射出，且每個(gè)電子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間與電壓變化的周期相等，忽略極板邊緣處電場(chǎng)的影響，不計(jì)電子的重力以及電子之間的相互作用。求

（1）t=0和t=T/2時(shí)刻進(jìn)入兩板間的電子到達(dá)金屬板B、D端界面時(shí)偏離O1O2的距離之比
（2）兩板間電壓U0的最大值
（3）電子在熒光屏上分布的最大范圍

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

(18分)有一個(gè)1000匝的矩形線圈，兩端通過(guò)導(dǎo)線與平行金屬板AB相連（如圖所示），線圈中有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)；已知AB板長(zhǎng)為，板間距離為。當(dāng)穿過(guò)線圈的磁通量增大且變化率為時(shí)，有一比荷為的帶正電粒子以初速度從上板的邊緣射入板間，并恰好從下板的邊緣射出；之后沿直線MN運(yùn)動(dòng)，又從N點(diǎn)射入另一垂直紙面向外磁感應(yīng)強(qiáng)度為的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)(圖中未畫出)，離開圓形磁場(chǎng)時(shí)速度方向偏轉(zhuǎn)了。不計(jì)帶電粒子的重力。試求

（1）AB板間的電壓
（2）的大小
（3）圓形磁場(chǎng)區(qū)域的最小半徑

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

如圖所示，帶電平行金屬板相距為2R，在兩板間有垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，與兩板及左側(cè)邊緣線相切。一個(gè)帶正電的粒子（不計(jì)重力）沿兩板間中心線O1O2從左側(cè)邊緣O1點(diǎn)以某一速度射入，恰沿直線通過(guò)圓形磁場(chǎng)區(qū)域，并從極板邊緣飛出，在極板間運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t0。若撤去磁場(chǎng)，粒子仍從O1點(diǎn)以相同速度射入，則經(jīng)時(shí)間打到極板上。

（1）求兩極板間電壓u；
（2）若兩極板不帶電，保持磁場(chǎng)不變，該粒子仍沿中心線O1 O2從O1點(diǎn)射入，欲使粒子從兩板左側(cè)間飛出，射入的速度應(yīng)滿足什么條件。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

如圖所示，光滑平行的水平金屬導(dǎo)軌MNPQ相距L，在M點(diǎn)和P點(diǎn)間接一個(gè)阻值為R
的電阻，在兩導(dǎo)軌間矩形區(qū)域內(nèi)有垂直導(dǎo)軌平面豎直向下、寬為d的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.一質(zhì)量為m，電阻為r的導(dǎo)體棒ab，垂直擱在導(dǎo)軌上，與磁場(chǎng)左邊界相距d0.現(xiàn)用一大小為F、水平向右的恒力拉ab棒，使它由靜止開始運(yùn)動(dòng)，棒ab在離開磁場(chǎng)前已經(jīng)做勻速直線運(yùn)動(dòng)（棒ab與導(dǎo)軌始終保持良好的接觸，導(dǎo)軌電阻不計(jì)）.求：

（1）在圖中標(biāo)出當(dāng)棒ab進(jìn)入磁場(chǎng)后流過(guò)電阻R的電流方向;
（2）棒ab在離開磁場(chǎng)右邊界時(shí)的速度；
（3）棒ab通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)的過(guò)程中整個(gè)回路所消耗的電能.

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

如圖甲所示，一足夠長(zhǎng)阻值不計(jì)的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ之間的距離L＝1.0 m，NQ兩端連接阻值R＝1.0 Ω的電阻，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌所在平面向上，導(dǎo)軌平面與水平面間的夾角θ＝300。一質(zhì)量m="0.20" kg，阻值r="0.50" Ω的金屬棒垂直于導(dǎo)軌放置并用絕緣細(xì)線通過(guò)光滑的定滑輪與質(zhì)量M="0.60" kg的重物相連。細(xì)線與金屬導(dǎo)軌平行。金屬棒沿導(dǎo)軌向上滑行的速度v與時(shí)間t之間的關(guān)系如圖乙所示，已知金屬棒在0～0.3 s內(nèi)通過(guò)的電量是0.3～0.6 s內(nèi)通過(guò)電量的，g="10" m/s2，求：

（1）0～0.3 s內(nèi)棒通過(guò)的位移；
（2）金屬棒在0～0.6 s內(nèi)產(chǎn)生的熱量。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

如圖甲所示足夠長(zhǎng)的平行光滑金屬導(dǎo)軌ab、cd傾斜放置，兩導(dǎo)軌之間的距離為L(zhǎng)＝0.5m，導(dǎo)軌平面與水平面間的夾角為θ＝30°，導(dǎo)軌上端a、c之間連接有一阻值為R1＝4Ω的電阻，下端b、d之間接有一阻值為R2＝4Ω的小燈泡。有理想邊界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌平面向上，虛線ef為磁場(chǎng)的上邊界，ij為磁場(chǎng)的下邊界，此區(qū)域內(nèi)的感應(yīng)強(qiáng)度B，隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖乙所示，現(xiàn)將一質(zhì)量為m＝0.2kg的金屬棒MN，從距離磁場(chǎng)上邊界ef的一定距離處，從t＝0時(shí)刻開始由靜止釋放，金屬棒MN從開始運(yùn)動(dòng)到經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)的下邊界ij的過(guò)程中，小燈泡的亮度始終不變。金屬棒MN在兩軌道間的電阻r＝1Ω，其余部分的電阻忽略不計(jì)，ef、ij邊界均垂直于兩導(dǎo)軌。重力加速度g＝10m/s2。求：

（1）小燈泡的實(shí)際功率；
（2）金屬棒MN穿出磁場(chǎng)前的最大速率；
（3）整個(gè)過(guò)程中小燈泡產(chǎn)生的熱量。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：單選題

以下物理量中屬于矢量的是                                   （      ）

A．動(dòng)能B．功C．功率D．向心加速度

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：單選題

“極限挑戰(zhàn)”有一個(gè)項(xiàng)目：選手需要借助懸掛在高處的繩飛躍到鴻溝對(duì)面的平臺(tái)上。如圖所示，已知選手（可視為質(zhì)點(diǎn)）的質(zhì)量為m，站在鴻溝邊沿抓住長(zhǎng)為L(zhǎng)的繩由靜止開始擺動(dòng)，初始時(shí)繩與豎直方向的夾角為α。不考慮空氣阻力和繩的質(zhì)量，若選手?jǐn)[到最低點(diǎn)時(shí)速度為v，則選手由靜止開始到擺到最低點(diǎn)的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是

A．?dāng)[到最低點(diǎn)時(shí)重力的功率為mgv
B．重力做正功，重力勢(shì)能減少，減少量為
C．繩拉力的平均功率一定大于零
D．重力的功率先增大后減小

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案