如圖所示，兩條互相平行的光滑金屬導(dǎo)軌位于水平面內(nèi)，距離為l＝0.2m，在導(dǎo)軌的一端接有阻值為R＝0.5Ω的電阻，在x≥0處有一與水平面垂直的勻強磁場，磁感應(yīng)強度B＝0.5T．一質(zhì)量m＝0.1kg的金屬直桿垂直放置在導(dǎo)軌上，并以v0＝2m/s的初速度進(jìn)入磁場，在安培力和一垂直于桿的水平外力F的共同作用下做勻變速直線運動，加速度大小為a＝2m/s2、方向與初速度方向相反．設(shè)導(dǎo)軌和金屬桿的電阻都可以忽略，且接觸良好，求：

(1)

電流為零時金屬桿所處的位置

(2)

電流為最大值的一半時施加在金屬桿上外力F的大小和方向

(3)

保持其他條件不變，而初速度v0取不同值(v0方向如圖)，求開始時F的方向與初速度v0取值的關(guān)系．

答案：
解析：

(1)

解：感應(yīng)電動勢E＝Blv，I＝

所以I＝0時v＝0

所以x＝v02/2a＝1m．………………………………………………(4分)

(2)

解：最大電流Im＝Blv0/R，I′＝Im/＝Blv0/R

安培力f＝I′Bl＝B2l2v0/R＝0.02N

向右運動時F＋f＝ma，F＝ma－f＝0.18N，方向與x軸正向相反；

向左運動時F－f＝ma，F＝ma＋f＝0.22N，方向與x軸正向相反…………………(6分)

(3)

解：開始時v＝v0，f＝ImBl＝B2l2v0/R，F＋f＝ma，F＝ma－f＝ma－B2l2v0/R

所以當(dāng)v0＜maR/B2l2＝10m/s時，F＞0，方向與x軸正向相反；

當(dāng)v0＞maR/B2l2＝10m/s時，F＜0，方向與x軸正向相同．………………………(5分)


練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

（2007?南開區(qū)模擬）學(xué)校開展研究性學(xué)習(xí)．某研究小組的同學(xué)根據(jù)所學(xué)的光學(xué)知識，設(shè)計了一個測液體折射率的儀器．如圖所示，在一個圓盤上過其圓心0作兩條互相垂直的直徑BC、EF，在半徑OA上垂直盤面插下兩枚大頭針P1、P2并保持P1、P1位置不變，每次測量時讓圓盤的下半部分豎直進(jìn)入液體中，而且總使得液面與直徑BC相平，EF作為界面的法線，而后在圖中右上方區(qū)域觀察Pl、P2的像，并在圓周上插上大頭針P3，使P3正好擋住Pl、P2，同學(xué)們通過計算，預(yù)先在圓周EC部分刻好了折射率的值．這樣只要根據(jù)P3所插的位置，就可直接讀出液體折射率的值．則：
（1）若∠AOF=30°，OP3與OC的夾角為30°，則P3處所對應(yīng)的折射率的值為
1.73
1.73
．
（2）圖中P3、P4兩位置哪一處所對應(yīng)的折射率值大？答：
P4
P4
．

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

Ⅰ學(xué)校開展研究性學(xué)習(xí)，某研究小組的同學(xué)根據(jù)所學(xué)的光學(xué)知識，設(shè)計了一個測量液體折射率的儀器，如圖所示．在一圓盤上，過其圓心O作兩條互相垂直的直徑BC、EF，在半徑OA上，垂直盤面插下兩枚大頭針P1、P2，并保持P1、P2位置不變，∠AOF=30°，每次測量時讓圓盤的下半部分豎直進(jìn)入液體中，而且總使得液面與直徑BC相平，EF作為界面的法線，而后在圖中右上方區(qū)域觀察P1、P2的像，并在圓周上插上大頭針P3，使P3正好擋住P1、P2的像，同學(xué)們通過計算，預(yù)先在圓周EC部分刻好了折射率的值，這樣只要根據(jù)P3所插的位置，就可直接讀出液體折射率的值，則：
（1）若OP3與OC的夾角為30°，則P3處所對應(yīng)的折射率的值為
3
3
．
（2）圖中P3、P4兩位置哪一處所對應(yīng)的折射率的值大？
P4
P4
．
（3）若某種液體的折射率為n=2.5，可以用此儀器進(jìn)行測量嗎？
不可以
不可以
．
Ⅱ如圖所示為“雙棱鏡干涉”實驗裝置，其中S為單色光源，A為一個頂角略小于180°的等腰三角形棱鏡，P為光屏．S位于棱鏡對稱軸上，屏與棱鏡底邊平行．調(diào)節(jié)光路，可在光屏上觀察到干涉條紋．這是由于光源S發(fā)出的光經(jīng)棱鏡作用后，相當(dāng)于在沒有棱鏡時，兩個分別位于圖S1和S2位置的相干光源所發(fā)出的光的疊加．（S1和S2的連線與棱鏡底邊平行）已知S1和S2的位置可由其他實驗方法確定，類比“雙縫干涉測波長”的實驗，可以推測出若要利用“雙棱鏡干涉”測量光源S發(fā)出的單色光的波長時，需要測量的物理量是
S1與S2間的距離
S1與S2間的距離
、
S1（或S2）與光屏間的距離
S1（或S2）與光屏間的距離
和
干涉條紋間距
干涉條紋間距
．

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科目：高中物理 來源： 題型：

學(xué)校開展研究性學(xué)習(xí)，某研究小組的同學(xué)根據(jù)所學(xué)的光學(xué)知識，設(shè)計了一個測量液體折射率的儀器，如圖所示．在一圓盤上，過其圓心O作兩條互相垂直的直徑BC、EF，在半徑OA上，垂直盤面插下兩枚大頭針P1、P2并保持P1、P2位置不變，每次測量時讓圓盤的下半部分豎直進(jìn)入液體中，而且總使得液面與直徑BC相平，EF作為界面的法線，而后在圖中右上方區(qū)域觀察P1、P2的像，并在圓周上插上大頭針P3，使P3正好擋住P1、P2的像，同學(xué)們通過計算，預(yù)先在圓周EC部分刻好了折射率的值，這樣只要根據(jù)P3所插的位置，就可直接讀出液體折射率的值，則：
（1）若∠AOF=30°，OP3與OC的夾角為30°，則P3處所對應(yīng)的折射率的值為
3
3
．
（2）圖中P3、P4兩位置中
P4
P4
（填“P3”或“P4”）處所對應(yīng)的折射率大．
（3）作AO的延長線交圓周于K，K處所對應(yīng)的折射率值應(yīng)為
1
1
．
（4）若保持∠AOF=30°不變，用該裝置能測量的最大折射率的值不超過
2
2
．

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)學(xué)校開展研究性學(xué)習(xí)，某研究小組的同學(xué)根據(jù)所學(xué)的光學(xué)知識，設(shè)計了一個測量液體折射率的儀器，如圖所示．在一圓盤上，過其圓心O作兩條互相垂直的直徑BC、EF，在半徑OA上，垂直盤面插下兩枚大頭針P1、P2并保持P1、P2位置不變，每次測量時讓圓盤的下半部分豎直進(jìn)入液體中，而且總使得液面與直徑BC相平，EF作為界面的法線，而后在圖中右上方區(qū)域觀察P1、P2的像，并在圓周上插上大頭針P3，使P3正好擋住P1、P2的像．同學(xué)們通過計算，預(yù)先在圓周EC部分刻好了折射率的值，這樣只要根據(jù)P3所插的位置，就可直接讀出液體折射率的值，若∠AOF=30°則（　　）
A、用該裝置能測量所有液體的折射率
B、圖中P3位置處所對應(yīng)的折射率P4處的大
C、作AO的延長線交圓周于K，K處所對應(yīng)的折射率值應(yīng)為1
D、若OP3與OC的夾角為30°，則P3處所對應(yīng)的折射率的值為
3
E、測某液體折射率時，在右上方區(qū)域觀察不到P1、P2的像，說明該液體的折射率大于2

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科目：高中物理 來源：活題巧解巧練·高考物理（第二輪） 題型：038

如圖所示，兩條互相平行的足夠長的水平金屬導(dǎo)軌MN、PQ放在豎直平面內(nèi)，相距L．左端接平行板電容器，板間距離為d，右端接滑動變阻器R．水平勻強磁場磁感強度為B，垂直于導(dǎo)軌所在平面．導(dǎo)體棒CD與導(dǎo)軌接觸良好，棒的電阻為r，其他電阻及摩擦不計．導(dǎo)體棒在與導(dǎo)軌平行的恒定拉力F作用下，從靜止開始運動．已知F＝2N，L＝0.4m，d＝0.2m，B＝10T，r＝1Ω，R的最大值為2Ω，取g＝10m/s2，求：

(1)導(dǎo)體棒處于勻速運動狀態(tài)時，拉力的最大功率；

(2)當(dāng)滑動觸頭在滑動變阻器中點，導(dǎo)體棒達(dá)到勻速運動狀態(tài)時，一帶電微粒從平行板電容器左側(cè)沿兩極板的正中間入射，在兩板間恰好做勻速直線運動；當(dāng)滑動觸頭位于最下端，導(dǎo)體棒也達(dá)到勻速運動狀態(tài)時，該帶電微粒以同樣的方式和速度入射，微粒恰好能做勻速圓周運動，求圓周的半徑．

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同步練習(xí)冊答案