如圖所示，兩根等高的四分之一光滑圓弧軌道，半徑為r、間距為L，圖中oa水平，ob豎直，在軌道頂端連有一阻值為R的電阻，整個裝置處在一豎直向上的勻強磁場中，磁感應強度為B�，F(xiàn)有一根長度稍大于L、質量為m、電阻不計的金屬棒從軌道的頂端ab處由靜止開始下滑，到達軌道底端cd時受到軌道的支持力為2mg。整個過程中金屬棒與導軌接觸良好，軌道電阻不計，求：

（1）金屬棒到達軌道底端cd時的速度大小和通過電阻R的電流；

（2）金屬棒從ab下滑到cd過程中回路中產生的焦耳熱和通過R的電荷量；

（3）若金屬棒在拉力作用下，從cd開始以速度v0向右沿軌道做勻速圓周運動，則在到達ab的過程中拉力做的功為多少？


（1）到達軌道底端cd時由牛頓定律：

                                  （2分）

解得                           （1分）

感應電動勢                         （1分）

感應電流                             （1分）

    所以                          （1分）

（2）由能量守恒定律得：

                                      （2分）

產生的焦耳熱                          （1分）

平均感應電動勢                          （1分）

平均感應電流                             （1分）

通過R的電荷量                         （1分）

          解得                             （1分）

（3）金屬棒中產生正弦交變電流的有效值

                                       （2分）

在四分之一周期內產生的熱量          （2分）

由功能關系有                       （2分）

解得拉力做的功為              （1分）


練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：


如圖甲所示的電路中，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為10︰l，電流表、電壓表均為理想電表，R、L和D分別是光敏電阻（其阻值隨光強增大而減�。�、理想線圈和燈泡。原線圈接入圖乙所示的正弦交流電壓u，下列說法中正確的是（  ）

A．交流電的方向每秒鐘改變50次

B．在t=0.005s時，電壓表的示數(shù)為

C．有光照射R時，D變亮

D．抽出L中的鐵芯，電流表的示數(shù)變小

 

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科目：高中物理 來源： 題型：


汽車在水平路面上從靜止開始做勻加速直線運動，秒末關閉發(fā)動機做勻減速直線運動，到秒末靜止，動摩擦因數(shù)不變。其圖象如圖所示，圖中，若汽車牽引力做功為，t1秒內做功的平均功率為，汽車加速和減速過程中克服地面摩擦力做功分別為和，平均功率大小分別為和，忽略空氣阻力的影響，下面結論正確的是(    )

A.            B.              

C.                  D.   

 

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科目：高中物理 來源： 題型：


兩顆衛(wèi)星在同一軌道平面繞地球做勻速圓周運動，地球半徑為R，a衛(wèi)星離地面的高度等于R，b衛(wèi)星離地面高度為3R，則

（1）a.b兩衛(wèi)星周期之比Ta∶Tb是多少?

（2）若某時刻兩衛(wèi)星正好同時通過地面同一點的正上方，則a至少經(jīng)過多少個周期兩衛(wèi)星相距最遠?

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖所示，在空間有一坐標系xOy中，直線OP與x軸正方向的夾角為300，第一象限內有兩個方向都垂直紙面向外的勻強磁場區(qū)域I和II，直線OP是他們的邊界，OP上方區(qū)域I中磁場的磁感應強度為B。一質量為m，電荷量為q的質子（不計重力）以速度v從O點沿與OP成30°角的方向垂直磁場進入?yún)^(qū)域I，質子先后通過磁場區(qū)域I和II后，恰好垂直打在x軸上的Q點（圖中未畫出），則下列說法正確的是

A．區(qū)域II中磁感應強度為2B

B．區(qū)域II中磁感應強度為3B

C．粒子在第一象限中的運動時間為

D．粒子在第一象限中的運動時間為

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科目：高中物理 來源： 題型：


下列說法正確的是       。（填正確答案標號。選對1個得2分，選對2個得4分，選對3個得5分，每選錯1個扣3分，最低得分為0分）

A．方程式是重核裂變反應方程

B．光電效應和康普頓效應都說明光具有粒子性

C．β衰變所釋放的電子是原子核內的中子轉化成質子時所產生的

D．德布羅意首先提出了物質波的猜想，而電子衍射實驗證實了他的猜想

E．在光電效應實驗中，某金屬的截止頻率對應的波長為λ0，若用波長為λ（λ>λ0）的單色光做該實驗，會產生光電效應

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科目：高中物理 來源： 題型：


關于靜電場，下列說法正確的是

A．在電場中，電勢越高的地方，負電荷在該點具有的電勢能越小

B．把負電荷從A點移到B點電場力做正功，則有UAB>0

C．在電場中電場強度大的地方，電勢一定高

D．任一點的電場強度總是指向該點電勢降落最快的方向

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖所示，a、b、c、d為某勻強電場中的四個點，且ab∥cd、ab⊥bc，bc＝cd＝2ab＝2l，電場線與四邊形所在平面平行。已知φa＝20 V，φb＝24 V，φd＝8 V。一個質子經(jīng)過b點的速度大小為v0，方向與bc夾角為45°，一段時間后經(jīng)過c點，e為質子的電量，不計質子的重力，則（   ）

A．c點電勢為14 V                   

B．場強的方向由a指向d

C．質子從b運動到c所用的時間為

D．質子運動到c時的動能為16 eV

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖所示電路，L是自感系數(shù)較大的線圈，在滑動變阻器的滑動片P從A端迅速滑向B端的過程中，經(jīng)過AB中點C時通過線圈的電流為I1；P從B端迅速滑向A端的過程中，經(jīng)過C點時通過線圈的電流為I2；P固定在C點不動，達到穩(wěn)定時通過線圈的電流為I0，則（    ）

   A．I1=I2=I0            B．I1>I0>I2       

   C．I1=I2> I0          D．I1<I0<I2

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