（14分）處于勻強(qiáng)磁場中的兩根足夠長、電阻不計的平行光滑金屬導(dǎo)軌相距1m，導(dǎo)軌平面與水平面成θ＝37°角，下端連接電阻或電容器．勻強(qiáng)磁場方向與導(dǎo)軌平面垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B＝2T，質(zhì)量為0.02 kg、電阻不計的金屬棒放在兩導(dǎo)軌上，棒與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸。若將下端連接阻值為R＝20Ω的電阻，如圖所示，(g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)

(1) 當(dāng)金屬棒下滑速度達(dá)到穩(wěn)定時，求該速度的大�。�
(2) 當(dāng)金屬棒下滑速度達(dá)到0.4m/s時，求加速度的大�。�
(3) 若將下端連接的電阻換成電容為C=10000μF的電容器，求金屬棒下滑的加速度．

（1）0.6m/s（2）a1=2m/s2（3）a1=2m/s2

解析試題分析：（1）當(dāng)金屬棒速度穩(wěn)定時，金屬棒勻速運(yùn)動，
當(dāng)金屬棒速度穩(wěn)定時：
由法拉第電磁感應(yīng)定律和閉合電路歐姆定律，
解得：
（2）當(dāng)速度v1=0.4m/s時：由法拉第電磁感應(yīng)定律和閉合電路歐姆定律，
由牛頓第二定律知：
解得：a1=2m/s2
（3）換成電容器時t時刻棒的速度為v，則棒產(chǎn)生的電動勢和電容器充電電量，
解得：
在時間內(nèi)電荷量變化為
故
則牛頓第二定律知
即
解得：m/s2
考點(diǎn)：法拉第電磁感應(yīng)定律 閉合電路歐姆定律 物體平衡 牛頓第二定律

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：單選題

如圖所示，運(yùn)動員“3m跳板跳水”運(yùn)動的過程可簡化為：運(yùn)動員走上跳板，將跳板從水平位置B壓到最低點(diǎn)C，跳板又將運(yùn)動員豎直向上彈到最高點(diǎn)A，然后運(yùn)動員做自由落體運(yùn)動，豎直落入水中．跳板自身重力忽略不計，則下列說法正確的是( ）

A．運(yùn)動員向下運(yùn)動(BC)的過程中，先失重后超重，對板的壓力先減小后增大
B．運(yùn)動員向下運(yùn)動（BC）的過程中，先失重后超重，對板的壓力一直增大
C．運(yùn)動員向上運(yùn)動(CB)的過程中，超重，對極的壓力先增大后減小
D．運(yùn)動員向上運(yùn)動(CB)的過程中，超重，對板的壓力一直減小

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科目：高中物理 來源： 題型：單選題

如圖所示，測力計上固定有一個傾角為30°的光滑斜面，用一根細(xì)線將一個質(zhì)量為0.4kg的小球掛在斜面上，測力計有一定的示數(shù)。當(dāng)細(xì)線被剪斷物體正下滑時，測力計的示數(shù)將      

A．增加4N B．增加3N C．減少2N D．減少1N

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科目：高中物理 來源： 題型：單選題

如圖甲所示，空間存在B=0.5T，方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場，MN、PQ是水平放置的平行長直導(dǎo)軌，其間距L=0.2m，R是連在導(dǎo)軌一端的電阻，ab是跨接在導(dǎo)軌上質(zhì)量m=0.1kg的導(dǎo)體棒。從零時刻開始，對ab施加一個大小為F=0.45N，方向水平向左的恒定拉力，使其從靜止開始沿導(dǎo)軌滑動，滑動過程中棒始終保持與導(dǎo)軌垂直且良好接觸，圖乙是棒的v-t圖像，其中AO是圖像在O點(diǎn)的切線，AB是圖像的漸近線。除R以外，其余部分的電阻均不計。設(shè)滑動摩擦力等于最大靜摩擦力。已知當(dāng)棒的位移為100m時，其速度達(dá)到了最大速度10m/s。求：

（1）R的阻值；
（2）棒ab在題述運(yùn)動過程中克服摩擦力做的功；
（3）在題述過程中電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱。

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科目：高中物理 來源： 題型：單選題

兩平行金屬板的間距恰好等于極板的長度�，F(xiàn)有重力不計的正離子束以相同的初速度v0平行于兩板從兩板的正中間向右射入。第一次在兩板間加恒定的電壓，建立起場強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場，則正離子束剛好從上極板的右邊緣射出；第二次撤去電場，在兩板間建立起磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場，則正離子束剛好從下極板右邊緣射出。由此可知E與B大小的比值是  （    ）

A．1.25v0 B．0.5v0 C．0.25v0 D．v0

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖所示，兩根足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ間距為l＝0.5 m，其電阻不計，兩導(dǎo)軌及其構(gòu)成的平面均與水平面成30°角．完全相同的兩金屬棒ab、cd分別垂直導(dǎo)軌放置，每棒兩端都與導(dǎo)軌始終有良好接觸，已知兩棒質(zhì)量均為m＝0.02 kg，電阻均為R＝0.1 Ω，整個裝置處在垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.2 T，棒ab在平行于導(dǎo)軌向上的力F作用下，沿導(dǎo)軌向上勻速運(yùn)動，而棒cd恰好能夠保持靜止．取g＝10 m/s2，問：

(1)通過棒cd的電流I是多少，方向如何？
(2)棒ab受到的力F多大？
(3)棒cd每產(chǎn)生Q＝0.1 J的熱量，力F做的功W是多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（12分）如圖甲所示，放置在水平桌面上的兩條光滑導(dǎo)軌間的距離L=1m，質(zhì)量m=1kg的光滑導(dǎo)體棒放在導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌左端與阻值R=4Ω的電阻相連，導(dǎo)體棒及導(dǎo)軌的電阻不計，所在位置有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=2T的勻強(qiáng)磁場，磁場的方向垂直導(dǎo)軌平面向下。現(xiàn)在給導(dǎo)體棒施加一個水平向右的恒定拉力F，并每隔0.2s測量一次導(dǎo)體棒的速度，乙圖是根據(jù)所測數(shù)據(jù)描繪出導(dǎo)體棒的v-t圖象。設(shè)導(dǎo)軌足夠長，求：

（1）力F的大�。�
（2）t =1.2s時，導(dǎo)體棒的加速度；
（3）估算1.6s內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的熱量。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（19分）如圖所示，s為一電子發(fā)射槍，可以連續(xù)發(fā)射電子束，發(fā)射出來的電子初速度可視為0，電子經(jīng)過平行板A、B之間的加速電場加速后，從o點(diǎn)沿x軸正方向進(jìn)入xoy平面內(nèi)，在第一象限內(nèi)沿x、y軸各放一塊平面熒光屏，兩屏的交點(diǎn)為o，已知在y>0、0<x<a的范圍內(nèi)有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場，在y>0、x>a的區(qū)域有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，大小均為B。已知給平行板AB提供直流電壓的電源E可以給平行板AB提供0~U之間的各類數(shù)值的電壓，現(xiàn)調(diào)節(jié)電源E的輸出電壓，從0調(diào)到最大值的過程中發(fā)現(xiàn)當(dāng)AB間的電壓為U時，x軸上開始出現(xiàn)熒光。（不計電子的重力）試求：

（1）當(dāng)電源輸出電壓調(diào)至U和U時，進(jìn)入磁場的電子運(yùn)動半徑之比r1：r2
（2）兩熒光屏上的發(fā)光亮線的范圍。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（12分）如圖所示，固定的光滑金屬導(dǎo)軌間距為L，導(dǎo)軌電阻不計，上端a、b間接有阻值為R的電阻，導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為θ，且處在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場中。質(zhì)量為m、電阻為r的導(dǎo)體棒與固定彈簧相連后放在導(dǎo)軌上。初始時刻，彈簧恰處于自然長度，導(dǎo)體棒具有沿軌道向上的初速度v0。整個運(yùn)動過程中導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸。已知彈簧的勁度系數(shù)為k，彈簧的中心軸線與導(dǎo)軌平行。

（1）求初始時刻通過電阻R的電流I的大小和方向；
（2）當(dāng)導(dǎo)體棒第一次回到初始位置時，速度變?yōu)関，求此時導(dǎo)體棒的加速度大小a；
（3）導(dǎo)體棒最終靜止時彈簧的彈性勢能為Ep，求導(dǎo)體棒從開始運(yùn)動直到停止的過程中，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q。

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