13．如下圖所示，MN、PQ是相互交叉成60°角的光滑金屬導(dǎo)軌，O是它們的交點(diǎn)且接觸良好。兩導(dǎo)軌處在同一水平面內(nèi)，并置于有理想邊界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中（圖中經(jīng)過(guò)O點(diǎn)的虛線即為磁場(chǎng)的左邊界）。質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒ab與導(dǎo)軌始終保持良好接觸，并在絕緣彈簧S的作用下從距離O點(diǎn)L0處沿導(dǎo)軌以速度v0向左勻速運(yùn)動(dòng)。磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向如圖。當(dāng)導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)時(shí)，彈簧恰好處于原長(zhǎng)，導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒單位長(zhǎng)度的電阻均為r。求：

（1）導(dǎo)體棒ab第一次經(jīng)過(guò)O點(diǎn)前，通過(guò)它的電流大小；

（2）導(dǎo)體棒ab第一次經(jīng)過(guò)O點(diǎn)前，通過(guò)它的電量；

（3）從導(dǎo)體棒第一次經(jīng)過(guò)O點(diǎn)開(kāi)始直到它靜止的過(guò)程中，導(dǎo)體棒ab中產(chǎn)生的熱量。


【命題立意】本題主要考查電磁感應(yīng)中的能量守恒問(wèn)題。

【思路點(diǎn)撥】求解時(shí)要注意分析導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)情況與受力情況，并注意結(jié)合力學(xué)中的相關(guān)規(guī)律。分析受力時(shí)不能忘記安培力，在應(yīng)用能量守恒定律時(shí)不能局限于機(jī)械能，還要考慮內(nèi)能和電能。

【答案】（1）  （2）   （3）

【解析】（1）設(shè)ab棒在導(dǎo)軌之間的長(zhǎng)度為l，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可得：E=Blv0（1分）

由閉合電路歐姆定律得：（2分）

（2）導(dǎo)體棒ab第一次經(jīng)過(guò)O點(diǎn)前，通過(guò)它的電量為（1分）

而，（1分）故（2分）

（3）裸導(dǎo)線最終只能靜止于O點(diǎn)，故其動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化為焦耳熱，即（1分）

因?yàn)閷?dǎo)軌與ab構(gòu)成等腰三角形，三邊電阻總是相等的，所以三邊產(chǎn)生的熱量總是相等的。即有（2分）


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：


如右圖所示，實(shí)線是一個(gè)電場(chǎng)中的電場(chǎng)線，虛線是一個(gè)負(fù)檢驗(yàn)電荷在這個(gè)電場(chǎng)中的軌跡，若電荷是從a處運(yùn)動(dòng)到b處，以下判斷正確的是                         （     ）

A．電荷從a到b加速度減小

B．b處電勢(shì)能大

C．b處電勢(shì)高

D．電荷在b處速度小

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


一只電流表頭，其內(nèi)電阻Rg＝299.7Ω。當(dāng)給表頭并聯(lián)上一個(gè)阻值為0.3Ω的電阻后，此電流表量程為I=1A。

（1）求電流表頭的滿偏電流；

（2）若把此電流表頭改裝為一量程為U=3V的電壓表，需給其串聯(lián)一個(gè)多大的電阻？

（3）若用這只電流表頭和一節(jié)干電池（E＝1.5V，r＝0.3Ω）組裝成歐姆表，現(xiàn)有變阻器R1＝1kΩ，R2＝1.5kΩ，應(yīng)選用哪一個(gè)作調(diào)零電阻？為什么？

（4）當(dāng)用這只組裝好的歐姆表測(cè)某電阻時(shí)，歐姆表指針正好指在刻度中央，求被測(cè)電阻的阻值是多少？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


1831年法拉第發(fā)現(xiàn)用一塊磁鐵穿過(guò)一個(gè)閉合線路時(shí)，線路內(nèi)就會(huì)有電流產(chǎn)生，這個(gè)效應(yīng)叫電磁感應(yīng)。法拉第電磁感應(yīng)定律可以這樣表述：閉合電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小                                           

（     ）

A．跟穿過(guò)這一閉合電路的磁通量成正比

B．跟穿過(guò)這一閉合電路的磁感應(yīng)強(qiáng)度成正比

C．跟穿過(guò)這一閉合電路的磁通量的變化率成正比

D．跟穿過(guò)這一閉合電路的磁通量的變化量成正比

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


如右圖所示，一直導(dǎo)體棒質(zhì)量為m、長(zhǎng)為l、電阻為r，其兩端放在位于水平面內(nèi)間距也為l的光滑平行導(dǎo)軌上，并與之接觸良好，棒左側(cè)兩導(dǎo)軌之間連接一可控的負(fù)載電阻（圖中未畫(huà)出），導(dǎo)軌置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直與導(dǎo)軌所在平面，開(kāi)始時(shí)，給導(dǎo)體棒一個(gè)平行于導(dǎo)軌的初速度v0，在棒的運(yùn)動(dòng)速度由v0減小至v1的過(guò)程中，通過(guò)控制負(fù)載電阻使棒中的電流強(qiáng)度I保持不變，導(dǎo)體棒一直在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，若不計(jì)導(dǎo)軌電阻，則下述判斷和計(jì)算結(jié)果正確的是                                                         

（     ）

A．導(dǎo)體棒做勻減速運(yùn)動(dòng)

B．在此過(guò)程中導(dǎo)體棒上感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值為

C．在此過(guò)程中負(fù)載電阻上消耗的平均功率為

D．因?yàn)樨?fù)載電阻的值不能確定，所以上述結(jié)論都不對(duì)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


如右圖所示，面積為S的單匝閉合線框在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，以恒定的角速度ω繞垂直于磁場(chǎng)方向的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，下列說(shuō)法中正確的是                                                             

（     ）

A．在穿過(guò)線框的磁通量為的時(shí)刻，線框中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為

B．在穿過(guò)線框的磁通量為的時(shí)刻，線框中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為

C．線框轉(zhuǎn)動(dòng)四分之一周過(guò)程中，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值為

D．線框轉(zhuǎn)動(dòng)一周過(guò)程中，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值為０

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


為探究理想變壓器原、副線圈電壓、電流的關(guān)系，將原線圈接到電壓有效值不變的正弦交流電源上，副線圈連接相同的燈泡L1、L2，電路中分別接了理想交流電壓表V1、V2和理想交流電流表A1、A2，導(dǎo)線電阻不計(jì)，如下圖所示。當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合后                                                                     

（     ）

A．A1示數(shù)變大，A1與A2示數(shù)的比值不變

B．A1示數(shù)變大，A1與A2示數(shù)的比值變大

C．V2示數(shù)變小，V1與V2示數(shù)的比值變大

D．V2示數(shù)變小，V1與V2示數(shù)的比值不變

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


（1）某學(xué)習(xí)小組在“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中，用如下圖所示的氣墊導(dǎo)軌裝置來(lái)測(cè)小車的加速度，由導(dǎo)軌標(biāo)尺可以測(cè)出兩個(gè)光電門(mén)之間的距離L，窄遮光板的寬度為d，窄遮光板依次通過(guò)兩個(gè)光電門(mén)的時(shí)間分別為t1、t2，則滑塊的加速度可以表示為a=              （用題中所給物理量表示）。

（2）該學(xué)習(xí)小組在測(cè)出滑塊的加速度后，經(jīng)分析討論，由于滑塊在氣墊導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)時(shí)空氣阻力很小，可用上述實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，為此還需測(cè)量的物理量是                                   ，機(jī)械能守恒的表達(dá)式為                                           。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


如圖所示，固定的水平光滑金屬導(dǎo)軌，間距為L，左端接有阻值為 R的電阻，處在方向豎直、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒與固定彈簧相連，放在導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌與導(dǎo)體棒的電阻均可忽略.初始時(shí)刻，彈簧恰處于自然長(zhǎng)度，導(dǎo)體棒具有水平向右的初速度v0.在沿導(dǎo)軌往復(fù)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸.

（1）求初始時(shí)刻導(dǎo)體棒受到的安培力.

（2）若導(dǎo)體棒從初始時(shí)刻到速度第一次為零時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能為Ep，則這一過(guò)程中安培力所做的功W1和電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q1分別為多少？

（3）導(dǎo)體棒往復(fù)運(yùn)動(dòng)，最終將靜止于何處？從導(dǎo)體棒開(kāi)始運(yùn)動(dòng)直到最終靜止的過(guò)程中，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q為多少？                          

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