【題目】如圖所示，間距L=1m的足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌（電阻不計(jì)）與水平面成θ=30°角放置，導(dǎo)軌上端連有阻值R=2Ω的電阻和理想電流表，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=1T的勻強(qiáng)磁場垂直導(dǎo)軌平面。現(xiàn)有質(zhì)量m=1kg、長度略大于L的金屬棒，以初速度v0=10m/s從導(dǎo)軌上某一位置PP′開始沿導(dǎo)軌向上滑行，金屬棒垂直導(dǎo)軌且與導(dǎo)軌接觸良好，金屬棒在導(dǎo)軌間的電阻r=2Ω，與此同時(shí)對金屬棒施加一個(gè)平行于導(dǎo)軌平面向上且垂直于棒的外力F，以保證金屬棒勻減速上滑，已知棒向上運(yùn)動(dòng)的過程中，電阻R上的電壓均勻變化（每1s內(nèi)變化2V），g取10m/s2。求：

（1）電流表讀數(shù)的最大值

（2）棒的加速度和外力F的最大值；

（3）棒向上運(yùn)動(dòng)的最大距離和該過程中電阻R上通過的電量。

【答案】（1）2.5A；（2）4m/s2；11.5N；（3）12.5m； 3.125C。

【解析】

（1）金屬棒速度最大時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢E最大，電流I最大，有

Em=BLv0

根據(jù)閉合電路的歐姆定律可得

（2）設(shè)棒運(yùn)動(dòng)速度為v時(shí)，棒上感應(yīng)電動(dòng)勢為E，有

E=BLv

由閉合電路歐姆定律得

E=I（R+r）

設(shè)電阻R兩端電壓為U，由歐姆定律U=IR得

式中R、r、B、L均為定值，故有

則加速度

開始時(shí)，速度最大，安培力最大，則外力F最大，根據(jù)牛頓第二定律可得

F-BImL-mgsin30°=ma

解得

F=11.5N

（3）由速度位移關(guān)系可得：v02=2ax得

根據(jù)電荷量的計(jì)算公式可得

代入數(shù)據(jù)解得

q=3.125C

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，光滑水平面AB與豎直面內(nèi)的半圓形軌道在B點(diǎn)相切，半圓形軌道的半徑為R。一個(gè)質(zhì)量為m的物體將彈簧壓縮至A點(diǎn)后由靜止釋放，在彈力作用下物體獲得某一向右的速度后脫離彈簧，當(dāng)它經(jīng)過B點(diǎn)進(jìn)入軌道的瞬間對軌道的壓力為其重力的8倍，之后向上運(yùn)動(dòng)恰能到達(dá)最高點(diǎn)C(不計(jì)空氣阻力)。試求：

（1）物體在A點(diǎn)時(shí)彈簧的彈性勢能；

（2）物體從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至C點(diǎn)的過程中產(chǎn)生的內(nèi)能。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某同學(xué)推一物塊沿水平面做直線運(yùn)動(dòng)。設(shè)物塊在這條直線上運(yùn)動(dòng)的速度大小為v，到某參考點(diǎn)的距離為x，物塊運(yùn)動(dòng)的圖像如圖所示，圖線是一條過原點(diǎn)的傾斜直線。關(guān)于該物塊的運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是

A. 該物塊運(yùn)動(dòng)到處時(shí)的速度大小為

B. 該物塊做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，加速度大小為

C. 該物塊處運(yùn)動(dòng)到處所用的時(shí)間為

D. 該物塊從處運(yùn)動(dòng)到處所用的時(shí)間為3s

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)利用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證了動(dòng)能定理，實(shí)驗(yàn)時(shí)該小組的同學(xué)將小車由光電門1的左側(cè)靜止釋放，通過細(xì)繩在砝碼的牽引下開始運(yùn)動(dòng)，先后經(jīng)過光電門1、2，并通過計(jì)算機(jī)記錄了擋光時(shí)間。經(jīng)測量可知小車和擋光片的總質(zhì)量為M，砝碼盤及砝碼的總質(zhì)量為m。

根據(jù)所學(xué)的知識(shí)回答下列問題：

(1)摩擦力的影響會(huì)對該實(shí)驗(yàn)帶來一定的誤差，為了平衡摩擦力，實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)________（填“取下”或“掛上”）砝碼盤，并適當(dāng)?shù)貕|高長木板的________（填“左”或“右”）端；

(2)在(1)的前提下，為了使細(xì)繩的拉力大小近似等于砝碼盤及盤中砝碼的總重力，應(yīng)使小車和擋光片的總質(zhì)量為M________（填“遠(yuǎn)大于”“大于”“等于”“小于”或“遠(yuǎn)小于”）砝碼盤及盤中砝碼的總質(zhì)量；

(3)實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)用游標(biāo)卡尺對擋光片的寬度進(jìn)行了測量，讀數(shù)如圖乙所示，則擋光片的寬度d=________cm；

(4)計(jì)算機(jī)記錄小車通過光電門1、2的時(shí)間分別為、，且兩光電門之間的距離為L，重力加速度用g表示，則驗(yàn)證動(dòng)能定理的關(guān)系式應(yīng)為________（用以上相關(guān)物理量的字母表示）。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，小車M在恒力F作用下，沿水平地面做直線運(yùn)動(dòng)，由此可判斷(　　)

A. 若地面光滑，則小車一定受三個(gè)力作用

B. 若地面粗糙，小車也可以不受摩擦力作用

C. 若小車做勻速運(yùn)動(dòng)，則小車一定受四個(gè)力的作用

D. 若小車做勻速運(yùn)動(dòng)，則小車可能受三個(gè)力的作用

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】圖中虛線所示為靜電場中的等勢面1、2、3、4，相鄰的等勢面之間的電勢差相等，其中等勢面3的電勢為0。一帶正電的點(diǎn)電荷在靜電力的作用下運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過a、b點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能分別為26 eV和5 eV。當(dāng)這一點(diǎn)電荷運(yùn)動(dòng)到某一位置,其電勢能變?yōu)?/span>-8 eV時(shí),它的動(dòng)能應(yīng)為（ ）

A.8 eV

B.13 eV

C.20 eV

D.34 eV

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】(1)用多用表測量某元件的電阻，選用“×100”倍率的電阻檔測量，發(fā)現(xiàn)多用表指針偏轉(zhuǎn)過大，因此需選擇____倍率的電阻檔（填“×10”或“×1k”），歐姆調(diào)零后再進(jìn)行測量，多用表的示數(shù)如圖所示，測量結(jié)果為____Ω。

(2)某興趣小組探究用不同方法測定干電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻，他們提出的實(shí)驗(yàn)方案中有如下四種器材組合。為使實(shí)驗(yàn)結(jié)果盡可能準(zhǔn)確，最不可取的一組器材是____。

A．一個(gè)安培表、一個(gè)伏特表和一個(gè)滑動(dòng)變阻器

B．一個(gè)伏特表和多個(gè)定值電阻

C．一個(gè)安培表和一個(gè)電阻箱

D．兩個(gè)安培表和一個(gè)滑動(dòng)變阻器

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，矩形線圈面積為S，匝數(shù)為N，線圈總電阻為r，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中繞OO′軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，外電路電阻為R，當(dāng)線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過90°的過程中，下列判斷不正確的是（　�。�

A.電壓表的讀數(shù)為

B.通過電阻R的電荷量為

C.電阻R所產(chǎn)生的焦耳熱為

D.當(dāng)線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過30°時(shí)的電流為

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，一足夠長的光滑斜面，傾角為θ，一彈簧上端固定在斜面的頂端，下端與物體b相連，物體b上表面粗糙，在其上面放一物體a，a、b間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ(μ>tanθ)，將物體a、b從O點(diǎn)由靜止開始釋放，釋放時(shí)彈簧恰好處于自由伸長狀態(tài)，當(dāng)b滑到A點(diǎn)時(shí)，a剛好從b上開始滑動(dòng)；滑到B點(diǎn)時(shí)a剛好從b上滑下，b也恰好速度為零，設(shè)a、b間的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力．下列對物體a、b運(yùn)動(dòng)情況描述正確的是

A. 從A到B的過程中，a的速度減小，b的加速度增大，速度卻減小

B. 經(jīng)過B點(diǎn)， a掉下后，b開始反向運(yùn)動(dòng)，b一定能上滑超過O點(diǎn)

C. 從O到A的過程中，兩者一起加速，加速度大小從gsinθ先減小至0后又增大

D. 從O到B的過程中，摩擦力對a的功率先增大后不變

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同步練習(xí)冊答案