如圖甲所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有兩根豎直放置相距為L(zhǎng)平行光滑的金屬導(dǎo)軌，頂端用一阻直為R的電阻相連，兩導(dǎo)軌所在的豎直平面與磁場(chǎng)方向垂直。一根質(zhì)量為m的金屬棒從靜止開(kāi)始沿導(dǎo)軌豎直向下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)金屬棒下落龍時(shí)，速度達(dá)到最大，整個(gè)過(guò)程中金屬棒與導(dǎo)軌保持垂直且接觸良好。重力加速度為g，導(dǎo)軌與金屬棒的電阻可忽略不計(jì)，設(shè)導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)。求：

（l）通過(guò)電阻R的最大電流；

（2）從開(kāi)始到速度最大過(guò)程中，金屬棒克服安培力做的功WA；

（3）若用電容為C的平行板電容器代替電阻R，如圖乙所示，仍將金屬棒從靜止釋放，經(jīng)歷時(shí)間t的瞬時(shí)速度v1。


（1）設(shè)金屬棒所受的安培力為FA

通過(guò)電阻R的電流最大時(shí)，a=0，即FA=mg  ①

又FA=BIL ②

由①②解得：

（2）由  ④

  ⑤

由③④⑤得：最大速度     ⑥

由動(dòng)能定理得：    ⑦

∴由⑥⑦得：金屬棒克服安培力做功     ⑧

（3）電容器兩端電壓UC=E    ⑨

電容器容納的電量  ⑩

流過(guò)金屬棒的電流    ⑪

由④⑨⑩⑪得   ⑫

由牛頓第二定律     ⑬

由②⑫⑬得        ⑭

故金屬棒做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)

金屬棒的速度  ⑮


練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


如圖14所示，ε1=3V，r1=0.5Ω，R1=R2=5.5Ω，平行板電容器的兩板距離d=1cm，當(dāng)電鍵K接通時(shí)，極板中的一個(gè)質(zhì)量m=4×10-3g，電量為q=1.0×10-7C的帶電微粒恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)。求：

（1）K斷開(kāi)后，微粒向什么方向運(yùn)動(dòng)，加速度多大？

（2）若電容為1000pF，K斷開(kāi)后，有多少電量的電荷流過(guò)R2？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


 (1) 下列說(shuō)法中正確的是　　　　. 

A. 液體的分子勢(shì)能與液體的體積無(wú)關(guān)

B. 為了保存玉米地水分,可以鋤松地面,破壞土壤里的毛細(xì)管

C. 從微觀(guān)角度看,氣體對(duì)容器的壓強(qiáng)是大量氣體分子對(duì)容器壁的頻繁碰撞引起的

D. 擴(kuò)散現(xiàn)象可以在液體、氣體中進(jìn)行,不能在固體中發(fā)生

(2) 如圖甲所示是一平面上晶體物質(zhì)微粒的排列情況,圖中三條等長(zhǎng)線(xiàn)AB、AC、AD上物質(zhì)微粒的數(shù)目不同,由此得出晶體具有　　　　的性質(zhì).如圖乙所示,液體表面層分子比較稀疏,分子間距離大于分子平衡距離r0,因此表面層分子間作用表現(xiàn)為　　　　. 

                    甲                          乙

                   

 (3) 一定質(zhì)量的理想氣體體積V與熱力學(xué)溫度T的關(guān)系圖象如圖所示,氣體在狀態(tài)A時(shí)的壓強(qiáng)p0=1.0×105 Pa,線(xiàn)段AB與V軸平行.

① 求狀態(tài)B時(shí)的壓強(qiáng)為多大?

② 氣體從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B過(guò)程中,對(duì)外界做的功為10J,求該過(guò)程中氣體吸收的熱量為多少?

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


如圖所示，A、B兩個(gè)氣缸中裝有體積均為10 L、壓強(qiáng)均為1 atm（標(biāo)準(zhǔn)大氣壓）、溫度均為27℃的空氣，中間用細(xì)管連接，細(xì)管容積不計(jì)，細(xì)管中有一絕熱活塞，現(xiàn)將B氣缸中的氣體升溫到127℃，若要使細(xì)管中的活塞仍停在原位置，則A中左邊活塞應(yīng)向右推多少距離？（不計(jì)摩擦，A氣缸中的氣體溫度保持不變，A氣缸截面積為50 cm2）

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


如圖甲所示，無(wú)限長(zhǎng)的直導(dǎo)線(xiàn)與y軸重合，通有沿+y方向的恒定電流，該電流在其周?chē)a(chǎn)生磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B與橫坐標(biāo)的倒數(shù)的關(guān)系如圖乙所示(圖中、均為已知量)．圖甲中，坐標(biāo)系的第一象限內(nèi)，平行于x軸的兩固定的金屬導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)，導(dǎo)軌右端接阻值為R的電阻，左端放置一金屬棒ab．a(chǎn)b棒在沿+x方向的拉力作用下沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)(ab始終與導(dǎo)軌垂直且保持接觸良好)，產(chǎn)生的感應(yīng)電流恒定不變．已知ab棒的質(zhì)量為m，經(jīng)過(guò)處時(shí)的速度為，不計(jì)棒、導(dǎo)軌的電阻．

(1)判斷ab棒中感應(yīng)電流的方向；

(2)求ab棒經(jīng)過(guò)時(shí)的速度和所受安培力的大�。�

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


如圖所示，兩端封閉的粗細(xì)均勻的U形管中封閉了一段水銀柱，U形管左右兩端各有一段空氣柱．U形管由靜止自由下落時(shí)，左側(cè)的空氣柱長(zhǎng)度L1=10cm，右側(cè)空氣柱長(zhǎng)度L2=20cm，左右兩側(cè)的水銀柱的高度差為5cm．如果U形管改為勻速下落，則左右兩側(cè)的水銀柱的高度差為3cm．試求自由下落時(shí)兩側(cè)的空氣柱的壓強(qiáng)．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


—個(gè)物體以角速度ω做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)．下列說(shuō)法中正確的是： (    )

A．軌道半徑越大線(xiàn)速度越大    B．軌道半徑越大線(xiàn)速度越小

C．軌道半徑越大周期越大      D．軌道半徑越大周期越小

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


如圖，平行板電容器兩極板水平放置，現(xiàn)將其和二極管串聯(lián)接在電源上，已知A和電源正極相連，二極管具有單向?qū)щ娦�。一帶電小球�?i>AB中心水平射入，打在B極板上的N點(diǎn)，小球的重力不能忽略，現(xiàn)通過(guò)上下移動(dòng)A板來(lái)改變兩極板AB間距(兩極板仍平行），則下列說(shuō)法正確的是  （      ）

A．若小球帶正電，當(dāng)AB間距增大時(shí)，小球?qū)⒋蛟?i>N的右側(cè)

B．若小球帶正電，當(dāng)AB間距減小時(shí)，小球?qū)⒋蛟?i>N的左側(cè)

C．若小球帶負(fù)電，當(dāng)AB間距減小時(shí)，小球?qū)⒋蛟?i>N的右側(cè)

D．若小球帶負(fù)電，當(dāng)AB間距增大時(shí)，小球?qū)⒋蛟?i>N的左側(cè)

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