16．如圖所示，光滑且足夠長的平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ固定在豎直平面內(nèi)，兩導(dǎo)軌間的距離為L=1m，導(dǎo)軌間連接的定值電阻R=3Ω，導(dǎo)軌上放一質(zhì)量為m=0.1kg的金屬桿ab，金屬桿始終與導(dǎo)軌連接良好，桿的電阻r=1Ω，其余電阻不計(jì)，整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=1.0T的勻強(qiáng)磁場中，磁場的方向垂直導(dǎo)軌平面向里．重力加速度g=10m/s2，現(xiàn)讓金屬桿從AB水平位置由靜止釋放，求：
（1）金屬桿的最大速度；
（2）當(dāng)金屬桿的加速度是5m/s2，安培力的功率是多大？

分析 （1）金屬桿的重力和受到的安培力的大小相等的時(shí)候，受到最大，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律計(jì)算速度的最大值；
（2）根據(jù)牛頓第二定律求出拉力，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出速度，從而根據(jù)P=Fv求出功率P．

解答 解：（1）設(shè)金屬桿下落時(shí)速度為v，感應(yīng)電動(dòng)勢為：E=BLv，
電路中的電流為：I=$\frac{E}{R+r}$
金屬桿受到的安培力為：F=BIL，
當(dāng)安培力與重力等大反向時(shí)，金屬桿速度最大，即：F=mg
聯(lián)立可得：v=4m/s
（2）設(shè)此時(shí)金屬桿的速度為v1，安培力為F1，則有：
F1=$\frac{{B}^{2}{L}^{2}v}{R+r}$
根據(jù)牛頓第二定律有：F1-mg=ma
安培力的功率為：P=F1v1，
已知a=5m/s2，
聯(lián)立可得：P=1W．
答：（1）金屬桿的最大速度是4m/s；
（2）當(dāng)金屬桿的加速度是5m/s2，安培力的功率是1W．

點(diǎn)評 本題綜合考查了法拉第電磁感應(yīng)定律、閉合電路歐姆定律、牛頓第二定律等，綜合性強(qiáng)，對學(xué)生能力的要求較高．

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：填空題

9．如圖所示，兩根光滑的平行金屬導(dǎo)軌處于同一水平面內(nèi)，相距l(xiāng)=0.3m，導(dǎo)軌的左端M、N用R=0.2Ω的電阻連接，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，導(dǎo)軌上跨放著一根電阻r=0.1Ω、質(zhì)量為m=0.1kg的金屬桿，金屬桿長度也為l．整個(gè)裝置處在豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.5T．現(xiàn)對金屬桿施加適當(dāng)?shù)睦κ顾伸o止開始運(yùn)動(dòng)．則金屬桿作a=0.5m/s2向右勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，才能使得M點(diǎn)電勢高于N點(diǎn)電勢，且R上的電壓隨時(shí)間均勻增加，增加率為0.05V/s；若導(dǎo)軌足夠長，從桿開始運(yùn)動(dòng)起的第4秒末，拉力的瞬時(shí)功率為4.6W．

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

10．如圖所示，OBCD為半圓柱體玻璃的橫截面，OD為直徑，一束由紅光和藍(lán)光組成的光從真空沿AO方向從直徑面斜射入玻璃，B、C兩點(diǎn)為兩單色光的射出點(diǎn)．已知從B點(diǎn)射出的單色光由O到B的傳播時(shí)間為tB，從C點(diǎn)射出的單色光由O到C的傳播時(shí)間為tC，則（　�。�
A．OC光線為紅光，tB=tCB．OB光線為紅光，tB=tC
C．OC光線為紅光，tB＞tCD．OB光線為紅光，tB＜tC

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科目：高中物理 來源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

5．為了測量某種材料制成的電阻絲Rx的電阻率，提供的器材有：
A．電流表G，內(nèi)阻Rg=10Ω，滿偏電流Ig=3mA
B．電流表A，內(nèi)阻約為1Ω，量程為0～0.6A
C．螺旋測微器，刻度尺
D．電阻箱R0（0～9999Ω）
E．滑動(dòng)變阻器R（最大阻值5Ω）
F．電池組E（3V，0.05Ω）
G．一個(gè)開關(guān)S和導(dǎo)線若干
某同學(xué)進(jìn)行了以下操作：
（1）用多用電表粗測電阻絲的阻值，當(dāng)用“×10”檔時(shí)發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度過大，他應(yīng)該換用×1檔（填“×1”或“×100”），進(jìn)行一系列正確操作后，指針靜止時(shí)位置如圖1所示．
（2）把電流表G與電阻箱串聯(lián)改裝成量程為3V的電壓表使用，則電阻箱的阻值應(yīng)調(diào)為R0=990Ω．
（3）用改裝好的電壓表和題中提供的器材，設(shè)計(jì)一個(gè)測量電阻Rx阻值的實(shí)驗(yàn)，要求電阻絲Rx兩端電壓能從零連續(xù)可調(diào)．根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，請將圖中電路圖補(bǔ)畫完整．
（4）用刻度尺測得電阻絲的長度為L，用螺旋測微器測得電阻絲的直徑為d．電路閉合后，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片到合適位置，電流表G的示數(shù)為I1，電流表A的示數(shù)為I2，請用已知量和測量量的字母符號(hào)（各量不允許代入數(shù)值）寫出計(jì)算電阻率的表達(dá)式ρ=$\frac{π6cuce6e^{2}{I}_{1}（{R}_{g}+{R}_{0}）}{4L（{I}_{2}-{I}_{1}）}$．

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

11．帶有$\frac{1}{4}$光滑圓弧軌道質(zhì)量為M的滑車靜置于光滑水平面上，如圖所示．一質(zhì)量為m的小球以速度v0水平?jīng)_上滑車，當(dāng)小球上行再返回并脫離滑車時(shí)，以下說法正確的是（　�。�
A．小球一定水平向左作平拋運(yùn)動(dòng)B．小球可能水平向左作平拋運(yùn)動(dòng)
C．小球可能作自由落體運(yùn)動(dòng)D．小球可能向右作平拋運(yùn)動(dòng)

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

1．下列物理實(shí)驗(yàn)中用到的方法與“曹沖稱象”的方法相同的是（　�。�
A．驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律
B．驗(yàn)證力的平行四邊形定則
C．探究物體的加速度與質(zhì)量和力的關(guān)系
D．測定電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

8．如圖所示，小球A質(zhì)量為m，系在細(xì)線的一端，線的另一端固定在O點(diǎn)，O點(diǎn)到水平面的距離為h，物塊B質(zhì)量是小球A的5倍，置于粗糙的水平面上且位于O點(diǎn)正下方，物塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ．現(xiàn)拉動(dòng)小球使線水平伸直，小球由靜止開始釋放，運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)與物塊發(fā)生正碰（碰撞時(shí)間極短），反彈后上升至最高點(diǎn)時(shí)到水平面的距離為$\frac{h}{16}$．小球與物塊均視為質(zhì)點(diǎn)，不計(jì)空氣阻力，重力加速度為g，求：
①碰撞后小球反彈的速度大��；
②物塊在地面上滑行的距離．

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科目：高中物理 來源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

5．多用電表是實(shí)驗(yàn)室和生產(chǎn)實(shí)際中常用的儀器．使用多用電表進(jìn)行了兩次測量，指針?biāo)傅奈恢梅謩e如圖中a、b所示．若選擇開關(guān)處在“×10Ω”的歐姆擋時(shí)指針位于a，則被測電阻的阻值是500Ω．若選擇開關(guān)處在“直流電壓2.5V”擋時(shí)指針位于b，則被測電壓是2.00v．

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科目：高中物理 來源：2016-2017學(xué)年寧夏高二上期中考物理試卷（解析版） 題型：選擇題

下列說法正確的是（ ）

A．電動(dòng)勢反映了電源把電能轉(zhuǎn)化為其他形式能量本領(lǐng)的物理量

B．電流強(qiáng)度有大小又有方向所以電流強(qiáng)度是矢量

C．電動(dòng)勢的單位和電勢差相同，電動(dòng)勢實(shí)質(zhì)上就是的電勢差

D．同一電源接入不同的電路，電動(dòng)勢不會(huì)發(fā)生變化

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同步練習(xí)冊答案