如圖甲，相距為L＝1 m的光滑平行金屬導(dǎo)軌水平放置，導(dǎo)軌一部分處在垂直導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，為磁場(chǎng)右邊界，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B＝2T，導(dǎo)軌右側(cè)接有定值電阻R＝4 Ω，導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì)．在距為L＝1 m處垂直導(dǎo)軌放置一質(zhì)量為m＝1 kg、電阻不計(jì)的金屬桿ab．

若ab桿在水平向右的恒力F作用下由靜止開始向右運(yùn)動(dòng)，其速度－位移的關(guān)系圖象如圖乙所示(圖中坐標(biāo)值均為已知量)，求：

(1)恒力F大小是多少？

(2)在此過程中電阻R上產(chǎn)生的電熱Q1是多少？

(3)ab桿在離開磁場(chǎng)前瞬間的加速度為多少？

答案：
解析：

　　解：(1)ab桿在位移L到3 L的過程中，由動(dòng)能定理

　　F(3L－L)＝(2分)

　　解得＝3N(2分)

　　(2)ab桿在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)L過程中，恒力F做的功等于ab桿增加的動(dòng)能和回路產(chǎn)生的電能

　　FL＝(2分)

　　解得＝1 J(1分)

　　(3)ab桿在離開磁場(chǎng)前瞬間，水平方向上受安培力F安和外力F作用，加速度a，

　　(1分)

　　(1分)

　　(1分)

　　得

　　(1分)

　　解得＝1 m/s2(1分)


練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：2014屆海南省高二（1）班上期期中物理試卷（解析版） 題型：計(jì)算題

 (9分)如圖甲所示，相距為L(zhǎng)的兩平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ固定在絕緣水平面上，處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)且電阻不計(jì)．兩根相同的金屬棒c和d與導(dǎo)軌垂直放置，它們的質(zhì)量均為m，電阻均為R，間距為s0，與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ，設(shè)最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力相等．在t＝0時(shí)刻，對(duì)c棒施加一水平向右的力，使其從靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)．在t0時(shí)刻，d棒開始運(yùn)動(dòng)，此后保持水平力不變，由速度傳感器測(cè)得兩金屬棒的v－t圖象如圖乙所示，從t1時(shí)刻開始兩金屬棒以相同的加速度做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，此時(shí)兩金屬棒的間距為s，試求：

(1)在0至t1時(shí)間內(nèi)通過金屬棒c的電荷量；

(2)t0時(shí)刻回路的電功率和金屬棒c的速度大��；

(3)t1時(shí)刻兩金屬棒的加速度大�。�

 

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科目：高中物理 來源：2011-2012學(xué)年天津市高三4月月考物理試卷（解析版） 題型：實(shí)驗(yàn)題

（18分）

（1）如圖所示，abcd為單匝矩形線圈，邊長(zhǎng)ab＝10cm，bc＝20cm。該線圈的一半位于具有理想邊界、磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.1T、寬為20cm的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向與線圈平面垂直。若線圈繞通過ab邊的軸以100p rad/s的角速度勻速旋轉(zhuǎn)，當(dāng)線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過90°時(shí)的瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為___________V。

（2）某同學(xué)利用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．

（I）請(qǐng)指出該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)操作中存在的兩處明顯錯(cuò)誤或不當(dāng)：

①                                              ；

②                                              。

（II）該同學(xué)經(jīng)正確操作得到如圖乙所示的紙帶，取連續(xù)的六個(gè)點(diǎn)A、B、C、D、E、F為計(jì)數(shù)點(diǎn)，測(cè)得點(diǎn)A到B、C、D、E、F的距離分別為h1、h2、h3、h4、h5，若打點(diǎn)的時(shí)間間隔為T，則打E點(diǎn)時(shí)重物速度的表達(dá)式為vE=         

（3）冬、春季節(jié)降水量少，廣東沿海附近水位較低，漲潮時(shí)海水倒灌出現(xiàn)所謂咸潮現(xiàn)象，使沿海地區(qū)的城市自來水中的離子濃度較高，水質(zhì)受到影響，為了研究咸潮出現(xiàn)的規(guī)律，某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)監(jiān)測(cè)河水電阻率的實(shí)驗(yàn)。它在一根均勻的長(zhǎng)玻璃管兩端裝上兩個(gè)橡膠塞和鉑電極，如下圖(1)所示，兩電極相距L=0.314m，其間充滿待測(cè)的河水。安裝前他用如下圖(2)的游標(biāo)卡尺（圖為卡尺的背面）測(cè)量玻璃管的內(nèi)徑，結(jié)果如下圖(3)所示。

他還選用了以下儀器：量程15V、內(nèi)阻300kΩ的電壓表，量程300μA、內(nèi)阻50Ω的電

流表，最大阻值為1kΩ的滑動(dòng)變阻器，電動(dòng)勢(shì)E=12V、內(nèi)阻r=6Ω的電池組，開關(guān)等各一個(gè)，以及導(dǎo)線若干。下圖(4)坐標(biāo)中包括坐標(biāo)為（0，0）的點(diǎn)在內(nèi)的9個(gè)點(diǎn)表示他測(cè)得的9組電流I、電壓U的值。

根據(jù)以上材料完成以下問題：

（a）測(cè)量玻璃管內(nèi)徑時(shí)，應(yīng)將上圖(2)中的游標(biāo)卡尺的A、B、C三部分中的__________________與玻璃管內(nèi)壁接觸（填代號(hào)）；

（b）玻璃管的內(nèi)徑d=___________mm；

（c）圖(4)中的9個(gè)點(diǎn)表示實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的9組電流I、電壓U的值，試寫出根據(jù)此圖求R值的步驟：

                                                                     

                                                                     

（d）上圖(5)中的實(shí)物儀器部分已連線，將其他部分連接成能測(cè)出上圖(4)數(shù)據(jù)的實(shí)物連接圖；

（e）開頭閉合前滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)先滑至___________端。

 

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科目：高中物理 來源：專項(xiàng)題 題型：計(jì)算題

如圖甲所示，兩根足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌相距為L＝0.40m ，導(dǎo)軌平面與水平面成θ＝30°角，上端和下端通過導(dǎo)線分別連接阻值R1＝R2＝1.2Ω的電阻，質(zhì)量為m＝0.20kg、阻值為r＝0.20Ω的金屬棒ab放在兩導(dǎo)軌上，棒與導(dǎo)軌垂直且保持良好接觸，整個(gè)裝置處在垂直導(dǎo)軌平面向上的磁場(chǎng)中，取重力加速度g＝10 m/s2。若所加磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小恒為B，通過小電動(dòng)機(jī)對(duì)金屬棒施加力，使金屬棒沿導(dǎo)軌向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過0.5s電動(dòng)機(jī)的輸出功率達(dá)到10W，此后保持電動(dòng)機(jī)的輸出功率不變，金屬棒運(yùn)動(dòng)的v－t圖如圖乙所示。試求：
（1）磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大�。�
（2）在0－0.5s時(shí)間內(nèi)金屬棒的加速度a的大�。�
（3）在0－0.5s時(shí)間內(nèi)電動(dòng)機(jī)牽引力F與時(shí)間t的關(guān)系；
（4）如果在0－0.5 s時(shí)間內(nèi)電阻R1產(chǎn)生的熱量為0.135 J，則這段時(shí)間內(nèi)電動(dòng)機(jī)做的功。

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科目：高中物理 來源： 題型：

（13分）如圖甲所示，兩根足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌相距為L＝0.40m，導(dǎo)軌平面與水平面成q＝30°角，上端和下端通過導(dǎo)線分別連接阻值R1＝R2＝1.2W的電阻，質(zhì)量為m＝0.20kg、阻值為r＝0.20W的金屬棒ab放在兩導(dǎo)軌上，棒與導(dǎo)軌垂直且保持良好接觸，整個(gè)裝置處在垂直導(dǎo)軌平面向上的磁場(chǎng)中，取重力加速度g＝10 m/s2。若所加磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小恒為B，通過小電動(dòng)機(jī)對(duì)金屬棒施加力，使金屬棒沿導(dǎo)軌向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過0.5s電動(dòng)機(jī)的輸出功率達(dá)到10W，此后保持電動(dòng)機(jī)的輸出功率不變，金屬棒運(yùn)動(dòng)的v－t圖如圖乙所示，試求：

（1）磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大��；

（2）在0－0.5s時(shí)間內(nèi)金屬棒的加速度a的大��；

（3）在0－0.5s時(shí)間內(nèi)電動(dòng)機(jī)牽引力F與時(shí)間t的關(guān)系；

（4）如果在0－0.5 s時(shí)間內(nèi)電阻R1產(chǎn)生的熱量為0.135 J，則這段時(shí)間內(nèi)電動(dòng)機(jī)做的功。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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