【題目】導體切割磁感線，將產(chǎn)生感應電動勢；若電路閉合，將形成感應電流；電流是由于電荷的定向移動而形成的。我們知道，電容器充電、放電過程也將會形成短時電流。我們來看，如圖所示的情景：兩根無限長、光滑的平行金屬導軌MN、PQ固定在水平面內(nèi)，相距為L。質(zhì)量為m的導體棒ab垂直于MN、PQ放在軌道上，與軌道接觸良好。整個裝置處于豎直向下勻強磁場中，磁感應強度大小為B。不計導軌及導體棒的電阻�，F(xiàn)對導體棒ab施一水平向右的恒力F，使導體棒由靜止開始沿導軌向右運動。

（1）若軌道端點M、P間接有阻值為R的電阻，

a．求導體棒ab能達到的最大速度vm；

b．導體棒ab達到最大速度后，撤去力F。求撤去力F后，電阻R產(chǎn)生的焦耳熱Q。

（2）若軌道端點M、P間接一電容器，其電容為C，擊穿電壓為U0，t=0時刻電容器帶電量為0。

a．證明：在給電容器充電過程中，導體棒ab做勻加速直線運動；

b．求導體棒ab運動多長時間電容器可能會被擊穿？

【答案】(1)a. ，b. (2) a．ab棒在外力F的作用下，由靜止開始向右運動，對電容器充電，形成電流I，ab棒所受安培力，方向水平向左，ab棒運動的加速度為 ，　電容器兩端的電壓， ， 　， 　聯(lián)立解得： ， 是個定值，所以ab棒做勻加速直線運動。 b .

【解析】（1）a．導體棒ab切割磁感線產(chǎn)生的感應電動勢　E=BLv

感應電流

導體棒ab所受安培力 　

當拉力F與安培力FA大小相等時，導體棒ab速度最大。

即　　

最大速度 　

b．撤去力F后，導體棒ab在安培力的作用下做減速運動，直到速度為零。根據(jù)能量轉(zhuǎn)化與守恒定律，導體棒的動能全部轉(zhuǎn)化為電阻R上的焦耳熱。

（2）a．ab棒在外力F的作用下，由靜止開始向右運動，對電容器充電，形成電流I，ab棒所受安培力，方向水平向左

ab棒運動的加速度為　

電容器兩端的電壓U=BLv，U=BLv， 　

　

聯(lián)立解得：

是個定值，所以ab棒做勻加速直線運動。

b．ab棒做勻加速直線運動，某一時刻的速度　　

當 時，電容器可能會被擊穿�！�

解得　

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，該電路在測量電源電動勢和內(nèi)阻的同時也能完成對未知電阻Rx的測量。實驗室提供的器材如下：

A．待測電阻Rx (約9Ω)

B．待測電源

C．電阻箱(0~99.9Ω)

D．電壓表V1(量程6V，可以視為理想電表)

E．電壓表V2(量程3V，內(nèi)阻約4kΩ)

（1）如果縱坐標表示兩個電壓表讀數(shù)之比，橫坐標表示電阻箱的阻值R，實驗結(jié)果的圖像如圖一。則待測電阻Rx =________Ω (答案保留兩位有效數(shù)字)

（2）在上問中，由于電壓表V2的分流，待測電阻Rx測量值比真實值____(填“偏大”，“偏小”，“不變”)

（3）如果縱坐標表示某電壓表讀數(shù)U，橫坐標表示兩個電壓表讀數(shù)之差與電阻箱阻值的比值，實驗結(jié)果的圖像如圖二。其中能讀出電源電動勢和內(nèi)電阻的是_______(填“A圖線”或“B圖線”)。兩圖線交點的橫坐標為________A，縱坐標為_______V(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，兩個質(zhì)量分別為2 kg和1 kg的小木塊A和B(可視為質(zhì)點)疊放在水平圓盤上，與轉(zhuǎn)軸的距離為1 m，小木塊A與B之間的動摩擦因數(shù)為0.4，小木塊B與圓盤之間的動摩擦因數(shù)為0.3，設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度大小為10m／s2。若圓盤從靜止開始緩慢加速轉(zhuǎn)動，直到小木塊A與B或小木塊B與桌面之間將要發(fā)生相對滑動時，立即改為勻速轉(zhuǎn)動，從而保持系統(tǒng)之間的相對靜止，下列說法正確的是

A. 圓盤勻速轉(zhuǎn)動時的角速度為

B. 圓盤勻速轉(zhuǎn)動時，小木塊A受到的摩擦力大小為8N

C. 圓盤緩慢加速轉(zhuǎn)動過程中，小木塊A受到的摩擦力的方向始終指向轉(zhuǎn)軸

D. 圓盤緩慢加速轉(zhuǎn)動過程中，圓盤摩擦力對小木塊B做負功

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，玻璃管A、B下端用橡皮管連接，A管上端封閉，B管上端開口且足夠長。管內(nèi)有一段水銀柱，兩水銀面等高。A管上端封閉氣柱長為6cm，氣體溫度為27℃，外界大氣壓為75cmHg。先緩慢提升B管，使A管中氣柱長度變?yōu)?/span>cm，此時A管中氣體的壓強為____________cmHg；然后再緩慢升高溫度，并保持B管不動，當A管中氣柱長度恢復為6cm時，氣體溫度為_________K。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】電池對用電器供電時，是其它形式能（如化學能）轉(zhuǎn)化為電能的過程；對充電電池充電時，可看做是這一過程的逆過程�，F(xiàn)用充電器為一手機鋰電池充電，等效電路如圖所示。已知充電器電源的輸出電壓為U，輸出電流為I，手機電池的電動勢為E，內(nèi)阻為r。下列說法正確的是

A. 充電器的輸出電功率為

B. 電能轉(zhuǎn)化為化學能的功率為

C. 電能轉(zhuǎn)化為化學能的功率為

D. 充電效率為％

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】下列說法中正確的是________

A．空氣中PM2.5顆粒的無規(guī)則運動不屬于分子熱運動

B．某物體溫度升高，組成該物體的分子的平均動能一定增大

C．云母片導熱性能各向異性，是由于該物質(zhì)的微粒在空間的排列不規(guī)則

D．空氣相對濕度越大，則空氣中水蒸氣壓強越接近飽和汽壓

E．由右圖分子力與分子距離關系圖可知分子間距減小時分子間引力增大、斥力減小，所以分子力表現(xiàn)為斥力

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，在一段平直的地面上等間距分布著一排等高的電線桿，掛在電線桿上的電線粗細均勻。由于熱脹冷縮，冬季兩相鄰電線桿之間的電線會有所縮短。對電線桿B及其兩側(cè)的電線，冬季與夏季相比

A. 電線桿B對地面的作用力不變

B. 電線桿B所受的合外力變大

C. 電線最高點處的張力變大

D. 電線最低點處的張力不變

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在物理課外活動中，王聰聰同學制作了一個簡單的多用電表，圖甲為電表的電路原理圖。已知選用的電流表內(nèi)阻Rg＝10 Ω、滿偏電流Ig＝10 mA，當選擇開關接3時為量程50 V的電壓表。該多用電表表盤如圖乙所示，下排刻度均勻，C為上排刻度線的中間刻度，由于粗心上排刻度線對應數(shù)據(jù)沒有標出。

(1)若指針指在圖乙所示位置，選擇開關接1時其讀數(shù)為________；選擇開關接3時其讀數(shù)為_____。

(2)為了測該多用電表電阻擋的電阻和表內(nèi)電源的電動勢，王聰聰同學在實驗室找到了一個電阻箱，設計了如下實驗：

①將選擇開關接2，紅黑表筆短接，調(diào)節(jié)R1的阻值使電表指針滿偏；

②將電表紅黑表筆與電阻箱相連，調(diào)節(jié)電阻箱使電表指針指表盤中央C處，此時電阻箱的示數(shù)如圖丙所示，則C處刻度應為________Ω。

③計算得到多用電表內(nèi)電源的電動勢為________V。(保留兩位有效數(shù)字)

(3)調(diào)零后將電表紅黑表筆與某一待測電阻相連，若指針指在圖乙所示位置，則待測電阻__________（保留兩位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某同學準備自己動手制作一個歐姆表，可以選擇的器材如下：

①電池E（電動勢和內(nèi)阻均未知）

②表頭G（刻度清晰，但刻度值不清晰，量程Ig未知，內(nèi)阻未知）

③電壓表V（量程為1.5V，內(nèi)阻Rv=1000Ω）

④滑動變阻器R1（0~10Ω）

⑤電阻箱R2（0~1000Ω）

⑥開關一個，理想導線若干

（1）為測量表頭G的量程，該同學設計了如圖甲所示電路。圖中電源即電池E. 閉合開關，調(diào)節(jié)滑動變阻器R1滑片至中間位置附近某處，并將電阻箱阻值調(diào)到40Ω時，表頭恰好滿偏，此時電壓表V的示數(shù)為1.5V；將電阻箱阻值調(diào)到115Ω，微調(diào)滑動變阻器R1滑片位置，使電壓表V示數(shù)仍為1.5V，發(fā)現(xiàn)此時表頭G的指針指在如圖乙所示位置，由以上數(shù)據(jù)可得表頭G的內(nèi)阻Rg=______Ω，表頭G的量程Ig=_____mA．

（2）該同學接著用上述器材測量該電池E的電動勢和內(nèi)阻，測量電路如圖丙所示，電阻箱R2的阻值始終調(diào)節(jié)為1000Ω：圖丁為測出多組數(shù)據(jù)后得到的圖線（U為電壓表V的示數(shù)，I為表頭G的示數(shù)），則根據(jù)電路圖及圖線可以得到被測電池的電動勢E=______V，內(nèi)阻r=______.（結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）

（3）該同學用所提供器材中的電池E、表頭G及滑動變阻器制作成了一個歐姆表，利用以上（1）、（2）問所測定的數(shù)據(jù)，可知表頭正中央刻度為____.

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