【題目】如圖，在豎直平面內(nèi)有兩條間距為L的足夠長的平行長直金屬導(dǎo)軌，上端接有一個阻值為R的電阻和一個耐壓值足夠大的電容器，電容器的電容為C，且不帶電。質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒ab垂直跨在導(dǎo)軌上，接觸良好。導(dǎo)軌所在空間有垂直導(dǎo)軌平面向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B。S為單刀雙擲開關(guān)�，F(xiàn)將開關(guān)S接1，由靜止釋放導(dǎo)體棒ab。已知重力加速度為g，不計導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻，不計一切摩擦。

(1)當(dāng)金屬棒向下運動的速度為v1時，電容器所帶的電量q；

(2) 求導(dǎo)體棒ab下落h高度時的速度大小v2；

(3)當(dāng)速度為v2時迅速將開關(guān)S接2，請分析說明此后導(dǎo)體棒ab的運動情況；并計算導(dǎo)體棒ab在開關(guān)接2后又下落足夠大的高度H的過程中電阻R上所產(chǎn)生的電熱Q。

【答案】（1） （2） （3）

【解析】（1）金屬棒向下以速度為v1切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢

電容器所帶電荷量

（2）設(shè)在時間內(nèi)，金屬棒速度變化為，

金屬棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢變化

電容器兩極板電壓變化

電容器所帶電荷量變化

金屬棒中的電流

對金屬棒，由牛頓第二定律有：

聯(lián)立解得

可以看出加速度與時間無關(guān)，說明金屬棒做勻加速直線運動，

設(shè)金屬棒沿導(dǎo)軌向下運動h時的速度為v2，由

解得

(3)此時迅速將開關(guān)S接2。若重力大于安培力，則棒先做加速運動后做勻速運動；若重力等于于安培力，則棒做勻速運動；若重力小于安培力，則棒先做減速運動后做勻速運動。

因為最后勻速，所以由平衡條件

解得

對導(dǎo)體棒在該過程使用動能定理：

故此過程中電阻R上產(chǎn)生的電熱：

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】指針式多用電表是實驗室中常用的測量儀器。

(1)如圖所示為某同學(xué)設(shè)計的多用電表的原理示意圖。虛線框中S為個單刀多擲開關(guān)，通過操作開關(guān)，接線柱B可以分別與觸點1、2、3 接通，從而實現(xiàn)使用多用電表測量不同物理量的不同功能。關(guān)于此多用電表，下列說法中正確的是___________。(選填選項前面的字母)

A.當(dāng)S接觸點1時，多用電表處于測量電流的擋位，其中接線柱B接的是黑表筆

B.當(dāng)S接觸點2時，多用電表處于測量電壓的擋位，其中接線柱B接的是黑表筆

C.當(dāng)S接觸點2時，多用電表處于測量電阻的擋位，其中接線柱B接的是黑表筆

D.當(dāng)S接觸點3時，多用電表處于測量電壓的擋位，其中按線柱B接的是紅表筆

(2)用實驗室的多用電表進行某次測量時，指針在表盤的位置如圖所示，若所選擋位為直流50mA擋，則示數(shù)為__________mA。

(3)用表盤為圖6所示的多用電表正確測量了一個約15Ω的電阻后，需要繼續(xù)測量一個阻值約2kΩ的電阻。在用紅、黑表筆接觸這個電阻兩端之前，請選擇以下必須的步驟，并按操作順序逐一寫出步驟的序號：_____________.

A.將紅表筆和黑表筆接觸

B.把選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到“×100”位置

C.把選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到“×1k”位置

D.調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕使表針指向歐姆零點

(4)某小組同學(xué)們發(fā)現(xiàn)歐姆表的表盤刻度線不均勻，分析在同一個擋位下通過待測電阻的電流I和它的阻值Rx關(guān)系，他們分別畫出了如圖所示的幾種圖象，其中可能正確的是_______。(選填選項下面的字母)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】下列說法正確的是

A. 盧瑟福通過對α粒子散射實驗的研究提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型

B. 某些原子核能夠放射出β粒子，說明原子核內(nèi)有β粒子

C. 某種色光照射金屬發(fā)生光電效應(yīng)，若增大光照強度，則單位時間內(nèi)發(fā)射的光電子數(shù)增加

D. 一個氘核的質(zhì)量小于一個質(zhì)子和一個中子的質(zhì)量和

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某同學(xué)利用如圖甲所示的實驗裝置測定鐵塊與木板之間的動摩擦因數(shù)，實驗步驟如下：

A．將斜槽軌道的末端調(diào)整水平

B．使木板緊靠槽口末端O點，其上表面與槽口在同一水平面上

C．使鐵塊從斜槽上緊靠擋板處由靜止釋放，鐵塊最終停在木板上的B點，測出OB間的距離L

D．去掉木板，再使鐵塊從斜槽上緊靠擋板處由靜止釋放，測出鐵塊做平拋運動的水平位移X和槽口離地面的高度h

E．改變擋板的位置，以獲取多組L、X數(shù)據(jù)

（1）本實驗中，斜槽表面粗糙對實驗結(jié)果是否有影響？_______（填“是”或“否”）

(2)該同學(xué)根據(jù)測得的數(shù)據(jù)，作出X2 -L圖象如圖乙所示，如果圖象的斜率為k，則鐵塊與木板間的動摩擦因素μ=______________。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲所示，半徑為r帶小缺口的剛性金屬圓環(huán)固定在豎直平面內(nèi)，在圓環(huán)的缺口兩端用導(dǎo)線分別與兩塊水平放置的平行金屬板A、B連接，兩板間距為d且足夠大．有一變化的磁場垂直于圓環(huán)平面，規(guī)定向里為正，其變化規(guī)律如圖乙所示．在平行金屬板A、B正中間有一電荷量為q的帶電液滴，液滴在0～內(nèi)處于靜止狀態(tài)．重力加速度為g.下列說法正確的是(　　)

A. 液滴帶負電

B. 液滴的質(zhì)量為

C. 時液滴的運動方向改變

D. t＝T時液滴與初始位置相距

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如右圖，空間某區(qū)域內(nèi)存在沿水平方向的勻強磁場，一正方形閉合金屬線框自磁場上方某處釋放后穿過磁場，整個過程線框平面始終豎直，線框邊長小于磁場區(qū)域上下寬度。以線框剛進入磁場時為計時起點，下列描述線框所受安培力F隨時間t變化關(guān)系的圖中，可能正確的是

A. B. C. D.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在平行板電容器極板間有電場強度為E、方向豎直向下的勻強電場和磁感應(yīng)強度為B1、方向垂直紙面向里的勻強磁場。左右兩擋板中間分別開有小孔S1、S2，在其右側(cè)有一邊長為L的正三角形勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B2，方向垂直紙面向里，磁場邊界ac中點S3與小孔S1、S2正對�，F(xiàn)有大量的帶電荷量均為+q、而質(zhì)量和速率均可能不同的粒子從小孔S1水平射入電容器，其中速率為v0的粒子剛好能沿直線通過小孔S1、S2。粒子的重力及各粒子間的相互作用均可忽略不計。下列說法正確的是

A. v0一定等于

B. 在電容器極板中向上偏轉(zhuǎn)的粒子的速度一定滿足

C. 質(zhì)量的粒子都能從ac邊射出

D. 能打在ac邊的所有粒子在磁場B2中運動的時間一定都相同

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】高速公路部分路段旁建有如圖所示的避險車道，車輛可駛?cè)氡茈U。若質(zhì)量為m的貨車剎車后以初速度經(jīng)A點沖上避險車道，前進距離時到B點減速為0，貨車所受阻力恒定，A、B兩點高度差為h，C為A、B中點，已知重力加速度為g，下列關(guān)于該貨車從A運動到B過程說法正確的是（ ）

A. 克服阻力做的功為

B. 該過程產(chǎn)生的熱量為

C. 在AC段克服阻力做的功小于CB段克服阻力做的功

D. 在AC段的運動時間等于CB段的運動時間

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在勻強磁場中有一個靜止的鐳核()發(fā)生了α衰變，產(chǎn)生新核氧()。放射出的α粒子在與磁場垂直的平面內(nèi)做勻速圓周運動。下列說法正確的是

A. 衰變過程電荷量和質(zhì)量均守恒

B. 衰變后氧核的動量大小與α粒子的動量大小相等

C. 氡核做勻速圓周運動的軌道與α粒子做勻速圖周運動的軌道內(nèi)切

D. 氡核做勻速圓周運動的軌道半徑與α粒子做勻速圓周運動的軌道半徑相等

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