【題目】如圖所示，處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的兩根足夠長(zhǎng)、電阻不計(jì)的平行金屬導(dǎo)軌相距L=1m，導(dǎo)軌平面與水平面成θ=37°角，下端連接阻值為R=4Ω的電阻．勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)軌平面向下，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T．質(zhì)量為m=0.4kg、電阻r=1Ω的金屬棒放在兩導(dǎo)軌上，棒與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸，它們之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.25，金屬棒以初速度V=20m/s沿導(dǎo)軌滑下，g取10m/s2 ， sin37°=0.6，cos37°=0.8．求：

（1）金屬棒沿導(dǎo)軌下滑的最大加速度；
（2）金屬棒下滑時(shí)電阻R消耗的最小功率．

【答案】
（1）解：金屬棒開始下滑時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，設(shè)對(duì)應(yīng)電流為I1，則有：E=BLv0

I1=

金屬棒開始下滑時(shí)加速度最大，有：BI1L+μmgcosθ﹣mgsinθ=mam

得：am=6m/s2，方向沿導(dǎo)軌向上．

答：金屬棒沿導(dǎo)軌下滑的最大加速度為6m/s2；


（2）解：由平衡條件有：mgsinθ﹣μmgcosθ=BI2L

R消耗的電功率為：P=I22R

解得：P=10.24W

答：金屬棒下滑時(shí)電阻R消耗的最小功率為10.24W．


【解析】（1）剛開始下滑時(shí)加速度最大，導(dǎo)體棒受安培力，只受重力、支持力和摩擦力，則由牛頓第二定律可求得加速度；（2）由平衡條件可求得電流大小，則由功率公式可求電阻R的功率．
【考點(diǎn)精析】本題主要考查了安培力的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，需要掌握安培力做功與路徑有關(guān)，繞閉合回路一周，安培力做的功可以為正，可以為負(fù)，也可以為零，而不像重力和電場(chǎng)力那樣做功總為零才能正確解答此題．

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】如圖甲所示，用一水平外力F推著一個(gè)靜止在傾角為θ的光滑斜面上的物體，逐漸增大F，物體做變加速運(yùn)動(dòng)，其加速度a隨外力F變化的圖象如圖乙所示，若重力加速度g取10m/s2 ． 根據(jù)圖乙中所提供的信息不能計(jì)算出（ ）

A.物體的質(zhì)量
B.斜面的傾角
C.物體能靜止在斜面上所施加的最小外力
D.加速度為6 m/s2時(shí)物體的速度

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，沿水平方向做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的車廂中，懸掛小球的懸線與豎直方向夾角為θ，球和車廂相對(duì)靜止，球的質(zhì)量為m，重力加速度為g。

（1）求車廂運(yùn)動(dòng)的加速度并說(shuō)明車廂的運(yùn)動(dòng)情況。

（2）求懸線對(duì)球的拉力大小。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖是霍爾元件的工作原理示意圖，如果用d表示薄片的厚度，k為霍爾系數(shù)，對(duì)于一個(gè)霍爾元件d、k為定值。如果保持I恒定，則可以驗(yàn)證UH隨B的變化情況，以下說(shuō)法中正確的是（ ）

A．將永磁體的一個(gè)磁極逐漸靠近霍爾元件的工作面，UH將變大

B．在測(cè)定地球兩極的磁場(chǎng)強(qiáng)弱時(shí)，霍爾元件的工作面應(yīng)保持水平

C．在測(cè)定地球赤道上的磁場(chǎng)強(qiáng)弱時(shí)，霍爾元件的工作面應(yīng)保持水平

D．改變磁感線與霍爾元件工作面的夾角，UH將發(fā)生變化

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示為多用電表的刻度盤．若選用倍率為“×100”的電阻擋測(cè)電阻時(shí)，表針指示如圖所示，則：

（1）所測(cè)電阻的阻值為Ω；如果要用此多用電表測(cè)量一個(gè)阻值約為2.0×104Ω的電阻，為了使測(cè)量結(jié)果比較精確，應(yīng)選用的歐姆擋是（選填“×10”、“×100”或“×1k”）．
（2）用此多用電表進(jìn)行測(cè)量，當(dāng)選用量程為50mA的電流擋測(cè)量電流時(shí)，表針指于圖示位置，則所測(cè)電流為 mA；當(dāng)選用量程為250mA的電流擋測(cè)量電流時(shí)，表針指于圖示位置，則所測(cè)電流為 mA．
（3）當(dāng)選用量程為10V的電壓擋測(cè)量電壓時(shí)，表針也指于圖示位置，則所測(cè)電壓為 V．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，彈簧下端懸一滑輪，跨過滑輪的細(xì)線兩端系有A、B兩重物， mB=2kg，不計(jì)線、滑輪質(zhì)量及摩擦，則A、B兩重物在運(yùn)動(dòng)過程中，彈簧的示數(shù)可能為：（g=10m/s2）（ ）

A. 40N B. 60N C. 80N D. 100N

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】某同學(xué)利用如圖所示的裝置探究小車的加速度和合外力的關(guān)系，具體實(shí)驗(yàn)步驟如下：

①按照?qǐng)D甲所示安裝好實(shí)驗(yàn)裝置，并測(cè)出兩光電門之間的距離L

②平衡摩擦力即調(diào)節(jié)長(zhǎng)木板的傾角，輕推小車后，使小車沿長(zhǎng)木板向下運(yùn)動(dòng)，且通過兩個(gè)光電門的時(shí)間相等

③取下細(xì)繩和沙桶，測(cè)量沙子和沙桶的總質(zhì)量m，并記錄

④把小車置于靠近滑輪的位置，由靜止釋放小車，并記錄小車先后通過光電門甲和乙時(shí)顯示的時(shí)間，并計(jì)算出小車到達(dá)兩個(gè)光電門時(shí)的速度和運(yùn)動(dòng)的加速度

⑤重新掛上細(xì)繩和沙桶，改變沙桶中沙子的質(zhì)量，重復(fù)②～④的步驟

（1）用游標(biāo)卡尺測(cè)得遮光片的寬度為d，某次實(shí)驗(yàn)時(shí)通過光電門甲和乙的時(shí)間分別為 和，則小車加速度的表達(dá)式為a=_________________

（2）關(guān)于本實(shí)驗(yàn)的說(shuō)法，正確的是（_____）

A. 平衡摩擦力時(shí)需要取下細(xì)繩和沙桶

B. 平衡摩擦力時(shí)不需要取下細(xì)繩和沙桶

C. 沙桶和沙子的總質(zhì)量必須遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量

D. 小車的質(zhì)量必須遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于沙桶和沙子的總質(zhì)量

（3）若想利用該裝置測(cè)小車與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù) ，某次實(shí)驗(yàn)時(shí)，該同學(xué)測(cè)得平衡摩擦力后斜面的傾角 以及小車的總質(zhì)量 ,則可推算出= ____________（表達(dá)式中含有m、M、 ）

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖，圖甲所示，在雜技表演中，猴子沿豎直桿向上運(yùn)動(dòng)，其v-t圖象如圖乙所示。人頂桿沿水平地面運(yùn)動(dòng)的x-t圖象如圖丙所示，若以地面為參考系，下列說(shuō)法中正確的是（ )

A. .猴子的運(yùn)動(dòng)軌跡為直線

B. 猴子在2s內(nèi)做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)

C. t=0時(shí)猴子的速度大小為8m/s

D. t=2s時(shí)猴子的加速度為0

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】在“探究平拋運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，可以描繪出小球平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡，實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)要步驟如下：

A．讓小球多次從______位置自由滾下，在一張印有小方格的紙記下小球碰到鉛筆筆尖的一系列位置，如右圖中a、b、c、d所示．

B．按圖安裝好器材，注意調(diào)節(jié)斜槽末端切線水平，記下平拋初位置O點(diǎn)和過O點(diǎn)的豎直線．

C．取下白紙以O為原點(diǎn)，以豎直線為y軸建立坐標(biāo)系，用平滑曲線畫平拋運(yùn)動(dòng)物體的軌跡．

（1）完成上述步驟，將正確的答案填在橫線上．

（2）上述實(shí)驗(yàn)步驟的合理順序是______．

（3）已知圖中小方格的邊長(zhǎng)L=2.5cm，則小球平拋的初速度為v0=______（用L、g表示），其值是______m/s；小球在b點(diǎn)的速率______m/s．（取g=10m/s2）

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