如圖2-23所示，處于勻強磁場中的兩根足夠長、電阻不計的平行金屬導軌相距1 m，導軌平面與水平面成θ=37°角，下端連接阻值為R的電阻.勻強磁場方向與導軌平面垂直.質量為0.2 kg、電阻不計的金屬棒放在兩導軌上，棒與導軌垂直并保持良好接觸，它們之間的動摩擦因數(shù)為0.25.

圖2-23

（1）求金屬棒沿導軌由靜止開始下滑時的加速度大��；

（2）當金屬棒下滑速度達到穩(wěn)定時，電阻R消耗的功率為8 W，求該速度的大�。�

（3）在上問中，若R＝2 Ω，金屬棒中的電流方向由a到b，求磁感應強度的大小與方向.（g=10 m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）

解析：（1）金屬棒開始下滑的初速度為零，根據(jù)牛頓第二定律

mgsinθ－μmgcosθ＝ma ①

由①式解得a＝10×(0.6－0.25×0.8) m／s2=4 m／s2? ②

（2）設金屬棒運動達到穩(wěn)定時，速度為v，所受安培力為F，棒在沿導軌方向受力平衡

mgsinθ－μmgcosθ－F＝0 ③

此時金屬棒克服安培力做功的功率等于電路中電阻?R消?耗的電功率

P＝Fv ④

由③④兩式解得v==10 m/s     ⑤

（3）設電路中電流為I，兩導軌間金屬棒的長為l，磁場的磁感應強度為B

  ⑥

P＝I2R  ⑦

由⑥⑦兩式解得 ⑧

磁場方向垂直導軌平面向上

答案：（1）4 m/s2

（2）10 m/s

（3）0.4 T　垂直導軌平面向上

練習冊系列答案
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科目：高中物理 來源： 題型：

（1）有一游標卡尺，主尺的最小分度是1mm，游標上有20個小的等分刻度．用它測量一小球的直徑，如圖1甲所示的讀數(shù)是
 
mm．用螺旋測微器測量一根金屬絲的直徑，如圖1乙所示的讀數(shù)是
 
mm．
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（2）某同學用如圖2所示裝置“研究物體的加速度與外力關系”，他將光電門固定在氣墊軌道上的某點B處，調(diào)節(jié)氣墊導軌水平后，用重力為F的鉤碼，經(jīng)繞過滑輪的細線拉滑塊，每次滑塊從同一位置A由靜止釋放，測出遮光條通過光電門的時間t．改變鉤碼個數(shù)，重復上述實驗．記錄的數(shù)據(jù)及相關計算如下表．
實驗次數(shù) 1 2 3 4 5
F/N 0.49 0.98 1.47 1.96 2.45
t/（ms） 40.4 28.6 23.3 20.2 18.1
t2/（ms）2 1632.2 818.0 542.9 408.0 327.6
1
t2
/[×10-4（ms）-2]		 6.1 12.2 18.4 24.5 30.6
①為便于分析F與t的關系，應作出
 
的關系圖象，并在坐標紙上作出該圖線如圖3．
②由圖線得出的實驗結論是：
 

③設AB間的距離為s，遮光條的寬度為d，請你由上述實驗結論推導出物體的加速度a與時間t的關系式為
 
．

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科目：高中物理 來源： 題型：022

（2004·江蘇）湯姆生用來測定電子的比荷（電子的電荷量與質量之比）的實驗裝置如圖所示．真空管內(nèi)的陰極K發(fā)出的電子（不計初速、重力和電子間的相互作用）經(jīng)加速電壓加速后，穿過A′中心的小孔沿中心軸O1O的方向進入到兩塊水平正對放置的平行極板P和P′間的區(qū)域．當極板間不加偏轉電壓時，電子束打在熒光屏的中心O點處，形成了一個亮點；加上偏轉電壓U后，亮點偏離到O′點，O′與O點的豎直間距為d，水平間距可忽略不計．此時，在P和P′間的區(qū)域，再加上一個方向垂直于紙面向里的勻強磁場．調(diào)節(jié)磁場的強弱，當磁感應強度的大小為B時，亮點重新回到O點．已知極板水平方向的長度為L1，極板間距為b，極板右端到熒光屏的距離為L2（如圖15-23所示）

圖

（1）求打在熒光屏O點的電子速度的大�。�

 

（2）推導出電子的比荷的表達式．

 

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科目：高中物理 來源：物理教研室 題型：022

（2004·江蘇）湯姆生用來測定電子的比荷（電子的電荷量與質量之比）的實驗裝置如圖所示．真空管內(nèi)的陰極K發(fā)出的電子（不計初速、重力和電子間的相互作用）經(jīng)加速電壓加速后，穿過A′中心的小孔沿中心軸O1O的方向進入到兩塊水平正對放置的平行極板P和P′間的區(qū)域．當極板間不加偏轉電壓時，電子束打在熒光屏的中心O點處，形成了一個亮點；加上偏轉電壓U后，亮點偏離到O′點，O′與O點的豎直間距為d，水平間距可忽略不計．此時，在P和P′間的區(qū)域，再加上一個方向垂直于紙面向里的勻強磁場．調(diào)節(jié)磁場的強弱，當磁感應強度的大小為B時，亮點重新回到O點．已知極板水平方向的長度為L1，極板間距為b，極板右端到熒光屏的距離為L2（如圖15-23所示）

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圖

（1）求打在熒光屏O點的電子速度的大�。�

 

（2）推導出電子的比荷的表達式．

 

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圖

（1）求打在熒光屏O點的電子速度的大小．

 

（2）推導出電子的比荷的表達式．

 

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