【題目】如圖所示，兩個平行光滑金屬導(dǎo)軌AB、CD固定在水平地面上，其間距L=0.5m，左端接有阻值R=3的定值電阻。一根長度與導(dǎo)軌間距相等的金屬桿順置于導(dǎo)軌上，金屬 桿的質(zhì)量m=0.2kg,電阻r=2，整個裝置處在方向豎直向下、磁感應(yīng)強度大小B=4T的勻強磁場中，t=0肘刻，在MN上加 一與金屬桿垂直，方向水平向右的外力F，金屬桿由靜止開始 以a=2m/s2的加速度向右做勻加速直線運動，2s末撤去外力F，運動過程中金屬桿與導(dǎo)軌始終垂直且接觸良好。（不計導(dǎo)軌和連接導(dǎo)線的電阻，導(dǎo)軌足夠長)求：

(1)1s末外力F的大��；

(2)撤去外力F后的過程中，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱。

【答案】（1）2N（2）0.96J

【解析】

（1）t=1s時刻，金屬桿MN的速度大小為 v1=at1=2×1=2m/s
金屬桿MN產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為 E=BLv1
金屬桿MN中的電流大小
金屬桿MN受到的安培力大小 F安=BIL
聯(lián)立得
根據(jù)牛頓第二定律得 F-F安=ma
聯(lián)立解得 F=2N
（2）t=2s時刻，金屬桿MN的速度大小為 v2=at2=2×2=4m/s
撤去外力F后的過程中，根據(jù)能量守恒定律得知電路中產(chǎn)生的總焦耳熱 Q=mv22=×0.2×42=1.6J
電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱 QR=Q=×1.6J=0.96J

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】在科學(xué)研究中，可以通過施加適當(dāng)?shù)拇艌鰜韺崿F(xiàn)對帶電粒子運動的控制．在如圖所示的平面坐標(biāo)系xOy內(nèi)，矩形區(qū)域(－3d<x<d、－d<y<d)外存在范圍足夠大的勻強磁場．一質(zhì)量為m、電荷量為＋q的粒子從P(0，d)點沿y軸正方向射入磁場，當(dāng)入射速度為v0時，粒子從(－2d，d)處進入無場區(qū)，不計粒子重力．

（1）求磁場的磁感應(yīng)強度B的大小；

（2）求粒子離開P點后經(jīng)多長時間第一次回到P點；

（3）若僅將入射速度變?yōu)?/span>2v0，求粒子離開P點后運動多少路程經(jīng)過P點．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，兩豎直放置的圓柱形玻璃管用一水平的導(dǎo)管連接，其中左側(cè)玻璃管的半徑為右側(cè)玻璃管半徑的2倍，左側(cè)玻璃管的上端封閉．現(xiàn)用一段水銀柱封閉一定質(zhì)量的氣體，氣柱的長度l=26cm，氣體的溫度T1=280K，且右側(cè)的水銀面比左側(cè)玻璃管中的水銀面低h=36cm．現(xiàn)對左側(cè)玻璃管中的氣體加熱，使氣柱的長度變?yōu)?/span>l′=30cm．求此狀態(tài)下氣體的溫度（已知大氣壓強P0=76cmHg）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，a、b是兩條相距為L的不同顏色的平行光線，沿與玻璃磚上表面成30°角入射，已知玻璃磚對單色光a的折射率為，玻璃磚的厚度為h=(3+)L，不考慮折射光線在玻璃磚下表面的反射，玻璃磚下面只有一條出射光線，光在真空中的速度為c。求：

（1）單色光a在玻璃磚中的傳播時間；

（2）玻璃磚對單色光b的折射率。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某同學(xué)將一只量程為100μA的靈敏電流計改裝成電流表和兩個量程的電壓表。改裝后的電路圖如圖甲所示。圖中G表示靈敏電流計，Ra、Rb和Rc是三個定值電阻，K是選擇開關(guān)，可以分別置于a、b、c位置，從而實現(xiàn)多功能測量。

(1)首先根據(jù)如圖乙所示電路，用半偏法測定靈敏電流計G的內(nèi)阻。先將R的阻值調(diào)至最大，閉合S1，調(diào)節(jié)R的阻值，使G的指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度，然后閉合S2，調(diào)節(jié)R′的阻值，使G的指針___________，此時，就認為電阻箱R′的讀數(shù)等于G的內(nèi)電阻值。由于半偏法實驗原理不完善導(dǎo)致G的內(nèi)電阻測量值比真實值偏___________(填“大”或小”)

(2)若用半偏法測得G的內(nèi)電阻為900Ω。

①選擇開關(guān)置于a時，構(gòu)成量程為0~1mA的電流表，則電阻Ra阻值應(yīng)為___________Ω；

②選擇開關(guān)置于b時，構(gòu)成量程為0~1V的電壓表，則電阻Rb阻值應(yīng)為___________Ω；

③選擇開關(guān)置于c時，構(gòu)成量程為0～3V的電壓表，則電阻Rc阻值應(yīng)為___________Ω；

(3)半偏法測量G的內(nèi)電阻的誤差又會導(dǎo)致改裝成的電流表、電壓表測量結(jié)果___________(填“偏大”或“偏小”)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，豎直面內(nèi)固定一傾角為45°的足夠長光滑斜面，其上滑輪的頂端與一個固定的半徑R=0.5m的光滑圓弧最高點M及圓心O在同一水平線上�？梢暈橘|(zhì)點的A、B兩球質(zhì)量分別為mA=1kg和mB=2kg，用足夠長的跨過滑輪及M點的細繩相連，A球的另一側(cè)與一固定在斜面底端擋板處的彈簧相連，勁度系數(shù)k=20N/m。起初用手托住B球在M點，細繩恰好伸直但無拉力。不計一切摩擦及滑輪質(zhì)量，斜面上的細繩、彈簧與斜面平行，無初速度釋放B球且此后細繩始終繃緊，g=10m/s2。

（1）求初始狀態(tài)彈簧的形變量。

（2）求B球到達圓弧軌道最低點時，彈簧的形變量及A、B兩球的速度比值。

（3）求B球到達圓弧軌道最低點時，A球的速度大小。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在某空間有一勻強電場，在電場中建立如圖所示的直角坐標(biāo)系O-xyz，M、N、P為電場中的三個點，M點的坐標(biāo)(0,3L,0),N點的坐標(biāo)為(4L，0，0),P點坐標(biāo)為(0，0，4L)，Q點的坐標(biāo)為(4L，L，7L),Q點圖中未畫出。已知M、N和P點電勢分別為0V、25V和9V，則下列說法正確的是

A. 該勻強電場的電場強度等于2.25V/m

B. Q點的電勢為22V

C. 電子在O點的電勢能小于在N點的電勢能

D. 將電子沿y軸、z軸從M點經(jīng)過O點移動到P點，電場力先做負功，再做正功

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖為模擬遠距離輸電的部分測試電路。a、b端接電壓穩(wěn)定的正弦交變電源，定值電阻阻值分別為R1、R2，且R1<R2，理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)比為k且k<1，電流表、電壓表均為理想表，其示數(shù)分別用I和U表示。當(dāng)向下調(diào)節(jié)滑動變阻器R3的滑動端P時，電流表、電壓表示數(shù)變化分別用ΔI和ΔU表示。則以下說法正確的是

A. ＝R2B.

C. 電源的輸出功率一定減小D. 電壓表示數(shù)一定增加

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