【題目】如圖所示，MN和PQ是電阻不計的平行金屬導軌，其間距為l，導軌彎曲部分光滑，平直部分粗糙，二者平滑連接，右端接一個阻值為R的定值電阻．平直部分導軌左邊區(qū)域有寬度為d、方向豎直向上、磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場．質(zhì)量為m、電阻也為R的金屬棒從高度為h處靜止釋放，到達磁場右邊界處恰好停止．已知金屬棒與平直部分導軌間的動摩擦因數(shù)為μ，金屬棒與導軌間接觸良好．重力加速度為g，在金屬棒穿過磁場區(qū)域的過程中．求：

（1）電阻R上的最大電流；

（2）通過金屬棒的電荷量；

（3）金屬棒產(chǎn)生的焦耳熱．

【答案】（1）（2）（3）

【解析】

（1）金屬棒下滑過程中,機械能守恒,由機械能守恒定律得：

，

金屬棒到達水平面時的速度

，

金屬棒到達水平面后做減速運動,剛到達水平面時的速度最大,最大感應(yīng)電動勢：

，

則最大感應(yīng)電流：

；

（2）感應(yīng)電荷量

；

（3）金屬棒在磁場中運動過程中，由動能定理得：

，

克服安培力做功轉(zhuǎn)化為焦耳熱

，

電阻與導體棒電阻相等,通過它們的電流相等,則金屬棒產(chǎn)生的焦耳熱

，

解得

；

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示,水平放置的兩塊帶電金屬極板a、b平行正對.極板長度為l,板間距為d,板間存在著方向豎直向下、電場強度大小為E的勻強電場和垂直于紙面向里的勻強磁場.假設(shè)電場、磁場只存在于兩板間.一質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子,以水平速度v0從兩極板的左端正中央沿垂直于電場、磁場的方向射入極板間,恰好做勻速直線運動.不計粒子的重力及空氣阻力.

（1）求勻強磁場磁感應(yīng)強度B的大小;

（2）若撤去磁場,粒子能從極板間射出,求粒子穿過電場時沿電場方向移動的距離;

（3）若撤去電場，還是讓該粒子以水平速度v0從兩極板的左端正中央沿垂直于磁場的方向射入極板間，為使粒子不從磁場中射出，求所加磁場的磁感應(yīng)強度的范圍.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】光滑水平面上有一質(zhì)量m車＝1.0kg的平板小車，車上靜置A、B兩物塊。物塊由輕質(zhì)彈簧無栓接相連（物塊可看作質(zhì)點），質(zhì)量分別為mA＝1.0kg，mB＝1.0kg。A距車右端x1（x1＞1.5m），B距車左端x2＝1.5m，兩物塊與小車上表面的動摩擦因數(shù)均為μ＝0.1．車離地面的高度h＝0.8m，如圖所示。某時刻，將儲有彈性勢能Ep＝4.0J的輕彈簧釋放，使A、B瞬間分離，A、B兩物塊在平板車上水平運動。重力加速度g取10m/s2，求：

（1）彈簧釋放瞬間后A、B速度的大��；

（2）B物塊從彈簧釋放后至落到地面上所需時間；

（3）若物塊A最終并未落地，則平板車的長度至少多長？滑塊在平板車上運動的整個過程中系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，一段平直的馬路上，一輛校車從一個紅綠燈口由靜止開始做勻加速直線運動，經(jīng)36 m速度達到43.2 km/h；隨后保持這一速度做勻速直線運動，經(jīng)過20 s，行駛到下一個路口時，司機發(fā)現(xiàn)前方信號燈為紅燈便立即剎車，校車勻減速直線行駛36 m后恰好停止．

(1)求校車勻加速運動的加速度大小a1；

(2)若校車總質(zhì)量為4 500 kg，求校車剎車時所受的阻力大��；

(3)若校車內(nèi)坐有一質(zhì)量為30 kg的學生，求該學生在校車加速過程中座椅對學生的作用力F的大�。�(取g＝10 m/s2，結(jié)果可用根式表示)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】要測量一個待測電阻Rx（190Ω～210Ω）的阻值，實驗室提供了如下器材：

電源E：電動勢3.0V，內(nèi)阻不計

電流表A1：量程0～10mA，內(nèi)阻r1約50Ω

電流表A2：量程0﹣500μA，內(nèi)阻r2為1000Ω

電壓表V1：量程0～1V，內(nèi)阻RV1約為1kΩ

電壓表V2：量程0～10V，內(nèi)阻RV2約為10kΩ

滑動變阻器R：最大阻值20Ω，額定電流2A

定值電阻R1＝500Ω

定值電阻R2＝2000Ω

定值電阻R3＝5000Ω

電鍵S及導線若干

求實驗中盡可能準確測量Rx的阻值，請回答下面問題：

（1）為了測定待測電阻上的電壓，可以將電表___（選填“A1”、“A2”或“V1”、“V2“）串聯(lián)定值電阻__（選填“R1”、“R2”或“R3”），將其改裝成一個量程為3.0V的電壓表。

（2）利用所給器材，在虛線框內(nèi)畫出測量待測電阻Rx阻值的實驗原理圖（所有的器材必須用題中所給的符號表示）。（________）

（3）根據(jù)以上實驗原理圖進行實驗，若測量電路中一只電流表的讀數(shù)為6.2mA，另外一只電流表的讀數(shù)為200.0μA．根據(jù)讀數(shù)并結(jié)合題中所給數(shù)據(jù)求出待測電阻Rx＝_____Ω。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】回旋加速器是用來加速一群帶電粒子使它們獲得很大動能的儀器，其核心部分是兩個D形金屬扁盒，兩盒分別和一高頻交流電源兩極相接，以便在盒內(nèi)的狹縫中形成勻強電場，使粒子每次穿過狹縫時都得到加速，兩盒放在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，磁場方向垂直于盒底面，粒子源置于盒的圓心附近，若粒子源射出的粒子電荷量為q，質(zhì)量為m，粒子最大回旋半徑為R．忽略粒子在電場中運動的時間．求：

（1）所加交變電流的頻率f；

（2）粒子離開加速器時的最大速度v；

（3）若加速的電壓為U，求粒子達到最大速度被加速的次數(shù)n．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，將平行板電容器接在電池組兩極間，兩板間的帶電塵埃恰好處于靜止狀態(tài)。若將兩板緩慢地錯開一些，其他條件不變，則(　　)

A. 電容器帶電荷量不變

B. 電源中將有電流從正極流出

C. 塵埃仍靜止

D. 電流計中將有電流，電流方向b→a

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在固定的光滑斜面上，疊放著A、B兩物體，一起沿斜面由靜止開始下滑，已知B的上表面水平，則在下滑過程中

A.A不受摩擦力的作用B.B對A的彈力不做功

C.A對B做正功D.B對A的作用力垂直于斜面向上

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】水力發(fā)電的基本原理就是將水流的機械能（主要指重力勢能）轉(zhuǎn)化為電能。某小型水力發(fā)電站水流量為Q＝5m3/s（流量是指流體在單位時間內(nèi)流過某一橫截面的體積），落差為h＝10m，發(fā)電機（內(nèi)阻不計）的輸出電壓為U1＝250V，輸電線總電阻為r＝4Ω，為了減小損耗采用了高壓輸電。在發(fā)電機處安裝升壓變壓器，而在用戶處安裝降壓變壓器，其中，用戶獲得電壓U4＝220V，用戶獲得的功率W，若不計變壓器損失的能量，已知水的密度、重力加速度g取10m/s2。求：

（1）高壓輸電線中的電流強度I2；

（2）升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比；

（3）該電站將水能轉(zhuǎn)化為電能的效率有多大？

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