如圖所示，間距為L的兩條足夠長的平行金屬導(dǎo)軌與水平面的夾角為θ，導(dǎo)軌光滑且電阻忽略不計．場強為B的條形勻強磁場方向與導(dǎo)軌平面垂直，磁場區(qū)域的寬度為d1，間距為d2．兩根質(zhì)量均為m、有效電阻均為R的導(dǎo)體棒a和b放在導(dǎo)軌上，并與導(dǎo)軌垂直． (設(shè)重力加速度為g)

(1)若a進入第2個磁場區(qū)域時，b以與a同樣的速度進入第1個磁場區(qū)域，求b穿過第1個磁場區(qū)域過程中增加的動能△Ek．

(2)若a進入第2個磁場區(qū)域時，b恰好離開第1個磁場區(qū)域；此后a離開第2個磁場區(qū)域時，b 又恰好進入第2個磁場區(qū)域．且a．b在任意一個磁場區(qū)域或無磁場區(qū)域的運動時間均相．求b穿過第2個磁場區(qū)域過程中，兩導(dǎo)體棒產(chǎn)生的總焦耳熱Q．

(3)對于第(2)問所述的運動情況，求a穿出第k個磁場區(qū)域時的速率


答案（1）穿過地1個磁場區(qū)域過程中增加的動能；

（2）；

（3）

解析：(1) a和b不受安培力作用，由機械能守恒定律知，

(2) 設(shè)導(dǎo)體棒剛進入無磁場區(qū)域時的速度為v1剛離開無磁場區(qū)域時的速度為v2，

由能量守恒知：

在磁場區(qū)域中，

在無磁場區(qū)域中，

解得

(3) 在無磁場區(qū)域：

根據(jù)勻變速直線運動規(guī)律

且平均速度　

有磁場區(qū)域：

棒a受到的合力

感應(yīng)電動勢

感應(yīng)電流

解得

根據(jù)牛頓第二定律，在t到t+△t時間內(nèi)

則有

解得


練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：


如圖4所示，帆板在海面上以速度v朝正西方向運動，帆船以速度v朝正北方向航行，以帆板為參照物

[來源:學(xué)§科§網(wǎng)]

A．帆船朝正東方向航行，速度大小為v           B．帆船朝正西方向航行，速度大小為v

C．帆船朝南偏東45°方向航行，速度大小為v   D．帆船朝北偏東45°方向航行，速度大小為v

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科目：高中物理 來源： 題型：


光滑水平面上放有如圖所示的用絕緣材料制成的L形滑板（水平部分足夠長），質(zhì)量為4m；距滑板的A壁為L1距離的B處放有一質(zhì)量為m、電量為+q的大小不計的小物體，小物體與板面的摩擦不計，整個裝置置于場強為E的水平向右的勻強電場中。初始時刻，滑板與小物體都靜止。試求：  （1）釋放小物體后，其第一次與滑板A壁相碰前小物體的速率v1多大？   （2）若小物體與A壁碰后相對地面的速度大小為碰前速率的3/5，則小物體在第二次跟A壁碰撞之前瞬間，滑板相對于水平面的速度v2和小物體相對于水平面的速度v3分別為多大？  （3）小物體從開始運動到第二次碰撞前瞬間，電場力做功為多大？（設(shè)碰撞時間極短且無能量損失，碰撞前后小物體帶電量保持不變）

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科目：高中物理 來源： 題型：


速調(diào)管是用于甚高頻信號放大的一種裝置（如圖11所示），其核心部件是由兩個相距為s的腔組成，其中輸入腔由一對相距為l的平行正對金屬板構(gòu)成（圖中虛線框內(nèi)的部分）。已知電子質(zhì)量為m，電荷量為e，為計算方便，在以下的討論中電子之間的相互作用力及其重力均忽略不計。

（1）若輸入腔中的電場保持不變，電子以一定的初速度v0從A板上的小孔沿垂直A板的方向進入輸入腔，而由B板射出輸入腔時速度減為v0/2，求輸入腔中的電場強度E的大小及電子通過輸入腔電場區(qū)域所用的時間t；

（2）現(xiàn)將B板接地（圖中未畫出），在輸入腔的兩極板間加上如圖12所示周期為T的高頻方波交變電壓，在 t=0時A板電勢為U0，與此同時電子以速度v0連續(xù)從A板上的小孔沿垂直A板的方向射入輸入腔中，并能從B板上的小孔射出，射向輸出腔的C孔。若在nT～（n+1）T的時間內(nèi)（n=0，1，2，3……），前半周期經(jīng)板射出的電子速度為v1（未知），后半周期經(jīng)B板射出的電子速度為v2（未知），求v1與v2的比值；（由于輸入腔兩極板間距離很小，且電子的速度很大，因此電子通過輸入腔的時間可忽略不計）

（3）在上述速度分別為v1和v2的電子中，若t時刻經(jīng)B板射出速度為v1的電子總能與t+T/2時刻經(jīng)B板射出的速度為v2的電子同時進入輸出腔，則可通過相移器的控制將電子的動能轉(zhuǎn)化為輸出腔中的電場能，從而實現(xiàn)對甚高頻信號進行放大的作用。為實現(xiàn)上述過程，輸出腔的C孔到輸入腔的右極板B的距離s應(yīng)滿足什么條件？

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科目：高中物理 來源： 題型：


磁懸浮列車是一種高速低耗的新型交通工具．它的驅(qū)動系統(tǒng)簡化為如下模型，固定在列車下端的動力繞組可視為一個矩形純電阻金屬框，電阻為R，金屬框置于xOy平面內(nèi)，長邊MN長為L平行于y軸，寬為d的NP邊平行于x軸，如圖1所示．列車軌道沿Ox方向，軌道區(qū)域內(nèi)存在垂直于金屬框平面的磁場，磁感應(yīng)強度B沿O x方向按正弦規(guī)律分布，其空間周期為λ，最大值為B0，如圖2所示，金屬框同一長邊上各處的磁感應(yīng)強度相同，整個磁場以速度v0沿Ox方向勻速平移．設(shè)在短暫時間內(nèi)，MN、PQ邊所在位置的磁感應(yīng)強度隨時間的變化可以忽略，并忽略一切阻力．列車在驅(qū)動系統(tǒng)作用下沿Ox方向加速行駛，某時刻速度為v(v<v0)．

(1)簡要敘述列車運行中獲得驅(qū)動力的原理；

(2)為使列車獲得最大驅(qū)動力，寫出MN、PQ邊應(yīng)處于磁場中的什么位置及λ與d之間應(yīng)滿足的關(guān)系式；

(3)計算在滿足第(2)問的條件下列車速度為v時驅(qū)動力的大�。�

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如圖所示為利用電磁作用輸送非導(dǎo)電液體裝置的示意圖。一邊長為L、截面為正方形的塑料管道水平放置，其右端面上有一截面積為A的小噴口，噴口離地的高度為h。管道中有一絕緣活塞。在活塞的中部和上部分別嵌有兩根金屬棒a、b，其中棒b的兩端與一電壓表相連，整個裝置放在豎直向上的勻強磁場中。當(dāng)棒a中通有垂直紙面向里的恒定電流I時，活塞向右勻速推動液體從噴口水平射出，液體落地點離噴口的水平距離為S。若液體的密度為ρ，不計所有阻力，求：

（1）活塞移動的速度；

（2）該裝置的功率；

（3）磁感強度B的大�。�

（4）若在實際使用中發(fā)現(xiàn)電壓表的讀數(shù)變小，試分析其可能的原因。

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖（a）所示，光滑的平行長直金屬導(dǎo)軌置于水平面內(nèi)，間距為L、導(dǎo)軌左端接有阻值為R的電阻，質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒垂直跨接在導(dǎo)軌上。導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻均不計，且接觸良好。在導(dǎo)軌平面上有一矩形區(qū)域內(nèi)存在著豎直向下的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B。開始時，導(dǎo)體棒靜止于磁場區(qū)域的右端，當(dāng)磁場以速度v1勻速向右移動時，導(dǎo)體棒隨之開始運動，同時受到水平向左、大小為f的恒定阻力，并很快達到恒定速度，此時導(dǎo)體棒仍處于磁場區(qū)域內(nèi)。

⑴求導(dǎo)體棒所達到的恒定速度v2；

⑵為使導(dǎo)體棒能隨磁場運動，阻力最大不能超過多少？

⑶導(dǎo)體棒以恒定速度運動時，單位時間內(nèi)克服阻力所做的功和電路中消耗的電功率各為多大？

⑷若t＝0時磁場由靜止開始水平向右做勻加速直線運動，經(jīng)過較短時間后，導(dǎo)體棒也做勻加速直線運動，其v－t關(guān)系如圖（b）所示，已知在時刻t導(dǎo)體棒瞬時速度大小為vt，求導(dǎo)體棒做勻加速直線運動時的加速度大小。

 


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如圖，水平放罝的直導(dǎo)線正下方有一只可自由轉(zhuǎn)動的小磁針.當(dāng)導(dǎo)線中通過自右向左的電流時，小磁針N極的轉(zhuǎn)動情況是

A.垂直于紙面向里轉(zhuǎn) 

B.垂直于紙面向外轉(zhuǎn)

C.在紙面內(nèi)順時針轉(zhuǎn)

D.在紙面內(nèi)逆時計轉(zhuǎn)

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如圖所示，是一列沿x軸正向傳播的簡諧橫波在t時刻的圖象。已知x軸上3cm處的質(zhì)點P在Δt=t/-t=0.35s內(nèi)通過的路程為14cm。則（     ）

A.波速一定是0.4m/s

B.在Δt內(nèi)波的傳播距離為14cm

C.波長為15cm

D.在t/時刻P點的振動方向為y軸正方向

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