【題目】如下圖所示，兩平行光滑金屬導(dǎo)軌間距，導(dǎo)軌平面與水平面的夾角，上端接有的電阻；導(dǎo)軌內(nèi)上部有方向垂直軌道面向上、面積的有界均勻磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B大小隨時(shí)間t變化，關(guān)系為（，且為常量）；下部區(qū)域ABCD內(nèi)有大小的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直軌道面向下，AB、CD與導(dǎo)軌垂直，距離d=1.04m。現(xiàn)將金屬棒MN置于兩磁場(chǎng)之間的無(wú)磁場(chǎng)區(qū)域，并與導(dǎo)軌垂直；在t=0時(shí)由靜止釋放金屬棒，金屬棒以的加速度勻加速通過(guò)ABCD區(qū)域。已知金屬棒質(zhì)量，且運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終與導(dǎo)軌垂直并接觸良好，除R外所有電阻均忽略不計(jì)，。求

（1）金屬棒在ABCD區(qū)域中運(yùn)動(dòng)時(shí)電流大小及方向；

（2）k值及金屬棒從靜止到通過(guò)ABCD區(qū)域所用的時(shí)間。

【答案】（1）0.6A（2）1.2s

【解析】（1）在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，因?yàn)?/span>，可知安培力必沿軌道面向上，故金屬棒中電流由M到N

令金屬棒中電流大小為，則，

解得：

（2）令金屬棒運(yùn)動(dòng)時(shí)間后進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域，

進(jìn)入磁場(chǎng)前加速度，

剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度為為：，

當(dāng)金屬棒在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t時(shí)，金屬棒、電阻、導(dǎo)軌組成的回路磁通量為：

由題意及（1）問(wèn)可知，回路中的感應(yīng)動(dòng)勢(shì)恒定不變，故磁通量一定隨時(shí)間均勻變化

所以有，解得：

考慮到回路中的感應(yīng)電勢(shì)大小及感應(yīng)電流的方向，由法拉第電磁感應(yīng)定律：

，其中，代數(shù)據(jù)解得：

金屬棒在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間：，

解得：

金屬棒從靜止開始到通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域所用的時(shí)間：

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】如圖所示，在x軸上方存在垂直xOy平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，坐標(biāo)原點(diǎn)O處有一粒子源，可向x軸和x軸上方的各個(gè)方向不斷地發(fā)射速度大小均為v、質(zhì)量為m、帶電量為+q的同種帶電粒子。在x軸上距離原點(diǎn)x0處垂直于x軸放置一個(gè)長(zhǎng)度為x0、厚度不計(jì)、能接收帶電粒子的薄金屬板P（粒子一旦打在金屬板P上，其速度立即變?yōu)榱悖，F(xiàn)在觀察到沿x軸負(fù)方向射出的粒子恰好打在薄金屬板的上端，且速度方向與y軸平行。不計(jì)帶電粒子的重力和粒子間相互作用力。求：

（1）磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小；

（2）被薄金屬板接收的粒子在磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)的最短時(shí)間與最長(zhǎng)時(shí)間；

（3）若在y軸上另放置一個(gè)能接收帶電粒子的擋板，使薄金屬板P右側(cè)不能接收到帶電粒子，求擋板的最小長(zhǎng)度。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】某同學(xué)用圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置研究小車在斜面上的運(yùn)動(dòng)，實(shí)驗(yàn)中使用的電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期為T，他的實(shí)驗(yàn)步驟如下：

①按圖甲安裝好實(shí)驗(yàn)器材；

②讓拖著紙帶的小車沿平板斜面開始向下運(yùn)動(dòng)，接通電源，重復(fù)幾次；

③選出一條點(diǎn)跡比較清晰的紙帶，舍去開始比較密集的點(diǎn)跡，從便于測(cè)量的點(diǎn)開始，每?jī)蓚�(gè)打點(diǎn)間隔取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，如圖乙中0、1、2、…、6點(diǎn)所示；

④測(cè)量相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離，分別記作s1、s2、s3、…、s6；

⑤通過(guò)測(cè)量和計(jì)算，判斷出小車沿平板斜面做勻變速直線運(yùn)動(dòng)。

（1）在上面甲圖中，圖中明顯存在的問(wèn)題是_____________________；電源應(yīng)該接________電源（選填直流或交流）；實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中明顯的錯(cuò)誤是__________________。

（2）若實(shí)驗(yàn)裝置安裝和操作過(guò)程完全正確，利用該同學(xué)測(cè)量的數(shù)據(jù)可以得到小車的加速度，計(jì)算加速度得到的表達(dá)式是a＝_________________；

（3）若該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中用量角器還測(cè)出了平板斜面的傾角α，且已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?/span>g，則在以下物理量中，還能計(jì)算出________（填字母序號(hào)）。

A．小車的質(zhì)量 B．小車與平板斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ

C．小車到達(dá)斜面底端時(shí)的動(dòng)能 D．小車滑下過(guò)程中損失的機(jī)械能

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】某同學(xué)通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究小燈泡的電壓與電流的關(guān)系，除小燈泡外，可用的器材如下:

A.電源(電動(dòng)勢(shì)3V,內(nèi)阻為1.5Ω)

B.電壓表(0~3V,內(nèi)阻約為10kΩ)

C.電流表(0~0.6A,內(nèi)阻約為5Ω)

D.滑動(dòng)變阻器(0~50Ω,額定電流0.4A)

E.滑動(dòng)變阻器(0~10Ω,額定電流1.0A)

F.電鍵S,導(dǎo)線若干

(1).實(shí)驗(yàn)中移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片,得到了小燈泡的U-I圖象如圖甲所示,則可知小燈泡的電阻隨電壓增大而__________(填“增大”、“減小”或“不變”);實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)選用的滑動(dòng)變阻器為__________。(填器材前的字母序號(hào))

(2).根據(jù)圖甲,將圖乙實(shí)驗(yàn)電路中缺少的導(dǎo)線補(bǔ)全__________(其中電流表和電壓表分別測(cè)量小燈泡的電流和電壓)。

(3).若某次連接時(shí)，把AB間的導(dǎo)線誤接在AC之間，合上電鍵，任意滑動(dòng)滑片發(fā)現(xiàn)都不能使小燈泡完全熄滅,則此時(shí)的電路中，小燈泡可能獲得的最小功率是__________W。(本問(wèn)中電壓表和電流表均視為理想電表,結(jié)果保留2位有效數(shù)字)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，斜面固定，平行于斜面處于壓縮狀態(tài)的輕彈簧一端連接物塊A，另一端固定，最初A靜止。在A上施加與斜面成30°角的恒力F，A仍靜止，下列說(shuō)法正確的是（ ）

A. A對(duì)斜面的壓力一定變小

B. A對(duì)斜面的壓力可能不變

C. A對(duì)斜面的摩擦力一定變大

D. A對(duì)斜面的摩擦力可能變?yōu)榱?/span>

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，水平面上A、B兩物塊的接觸面水平，二者疊放在一起在作用于B上的水平恒定拉力F的作用下沿地面向右做勻速運(yùn)動(dòng)，某時(shí)刻撤去力F后，二者仍不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，關(guān)于撤去F前后下列說(shuō)法正確的是

A. 撤去F之前A受3個(gè)力作用

B. 撤去F之前B受到4個(gè)力作用

C. 撤去F前后，A的受力情況不變

D. A、B間的動(dòng)摩擦因數(shù)不小于B與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，滑塊A、B的質(zhì)量均為m,A套在固定傾斜直桿上，傾斜桿與水平面成45°,B套在固定水平的直桿上，兩桿分離不接觸，兩直桿間的距離忽略不計(jì)且足夠長(zhǎng)，A、B通過(guò)鉸鏈用長(zhǎng)度為L的剛性輕桿(初始時(shí)輕桿與平面成30°)連接，A、B從靜止釋放，B開始沿水平面向右運(yùn)動(dòng)，不計(jì)一切摩擦，滑塊A、B視為質(zhì)點(diǎn)，在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，下列說(shuō)法中正確的是

A. A、B組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒

B. 當(dāng)A到達(dá)與B同一水平面時(shí),A的速度為

C. B滑塊到達(dá)最右端時(shí),A的速度為

D. B滑塊最大速度為

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，質(zhì)量為m、電阻為R的單匝矩形線框置于光滑水平面上，線框邊長(zhǎng)ab=L、ad=2L．虛線MN過(guò)ad、bc邊中點(diǎn)．一根能承受最大拉力F0的細(xì)線沿水平方向拴住ab邊中點(diǎn)O．從某時(shí)刻起，在MN右側(cè)加一方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小按B=kt的規(guī)律均勻變化.一段時(shí)間后，細(xì)線被拉斷，線框向左運(yùn)動(dòng)，ab邊穿出磁場(chǎng)時(shí)的速度為v. 求：

（1）細(xì)線斷裂前線框中的電功率P；

（2）細(xì)線斷裂后瞬間線框的加速度大小a及線框離開磁場(chǎng)的過(guò)程中安培力所做的功W；

（3）線框穿出磁場(chǎng)過(guò)程中通過(guò)導(dǎo)線截面的電量 q．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖甲所示的裝置探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系。

(1)下列實(shí)驗(yàn)操作中，正確的是_________(填選項(xiàng)前面的字母).

A.牽引小車的細(xì)繩必須與長(zhǎng)木板保持平行

B.實(shí)驗(yàn)中必須保證砝碼桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量

C.將長(zhǎng)木板沒(méi)有滑輪的一端墊高，掛上砝碼桶，直到小車能沿著木板勻速下滑

D.改變小車的質(zhì)量時(shí)，需要重新平衡摩擦力，才能進(jìn)行實(shí)驗(yàn)

(2)按照正確的操作步驟，打出了一條紙帶。計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.02s。從比較清晰的點(diǎn)起，每五個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，測(cè)出相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離，如圖乙所示。此時(shí)小車的加速度a=_________m/s2(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。

(3)某同學(xué)將裝置放在水平桌面上，在沒(méi)有平衡摩擦力的情況下，改變小車的質(zhì)量，研究加速度a與拉力F的關(guān)系，分別得到圖丙所示的A、B兩條直線。若兩次實(shí)驗(yàn)中小車的質(zhì)量分別為mA、mB,由圖可知，mA____mB(選填“>”“<”或“=”)。

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