【題目】如圖，在同一水平面中的光滑平行導(dǎo)軌P、Q相距L=1.5m,導(dǎo)軌左端接有如圖的電路。其中水平放置的平行板電容器兩極板M、N部距離d=10mm,定值電阻R1=R2=12Ω,R3=2Ω,金屬棒ab電阻r=2Ω,其它電阻不計(jì)。磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)豎直向下穿過(guò)導(dǎo)軌平面,在外力F作用下金屬棒ab沿導(dǎo)軌向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),質(zhì)量m=1×1014kg,帶電量q=1×1014C的微粒恰好懸浮于電容器兩極板間。取g=10m/s2，在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中金屬棒與導(dǎo)軌接觸良好。且運(yùn)動(dòng)速度保持恒定。試求：

(1) R1兩端的路端電壓；

(2) 金屬棒ab向右勻速運(yùn)動(dòng)的速度大小；

(3) 在金屬棒ab沿導(dǎo)軌向右勻速運(yùn)動(dòng)2m過(guò)程中，回路中產(chǎn)生的總熱量。

【答案】（1）0.3V（2） （3）0.075J

【解析】

（1）由粒子平衡，求出電容器的電壓，根據(jù)串并聯(lián)電路特點(diǎn)，求出R1兩端的電壓．

（2）由歐姆定律和感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)公式求出速度．

（3）根據(jù)Q=I2Rt求解熱量.

（1）負(fù)電荷受到重力和電場(chǎng)力處于靜止?fàn)顟B(tài)，因重力向下，則電場(chǎng)力豎直向上，故M板帶正電．ab棒向右切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，ab棒等效于電源，感應(yīng)電流方向由b→a，其a端為電源的正極．由由平衡條件，得mg=Eq

所以：

R3兩端電壓與電容器兩端電壓相等，由歐姆定律得通過(guò)R3的電流；

R1兩端的電壓為

（2）金屬棒ab兩端的電壓為Uab=UMN+UR1=0.4V

由法拉第電磁感應(yīng)定律得感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=BLv

由閉合電路歐姆定律得：E=Uab+Ir=0.5V

聯(lián)立上兩式得v=m/s

（3）在金屬棒ab沿導(dǎo)軌向右勻速運(yùn)動(dòng)2m過(guò)程中，用時(shí)間為

回路的總電阻為

回路中產(chǎn)生的總熱量 。

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：

【題目】實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常利用電磁場(chǎng)來(lái)改變帶電粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡．如圖所示，氕()、氘()、氚()三種粒子同時(shí)沿直線在紙面內(nèi)通過(guò)電場(chǎng)強(qiáng)度為E、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的復(fù)合場(chǎng)區(qū)域. 進(jìn)入時(shí)氕與氘、氘與氚的間距均為d，射出復(fù)合場(chǎng)后進(jìn)入y軸與MN之間(其夾角為θ)垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域Ⅰ，然后均垂直于邊界MN射出．虛線MN與PQ間為真空區(qū)域Ⅱ且PQ與MN平行．已知質(zhì)子比荷為，不計(jì)重力.

(1) 求粒子做直線運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度大小v；

(2) 求區(qū)域Ⅰ內(nèi)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B1；

(3) 若虛線PQ右側(cè)還存在一垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域Ⅲ，經(jīng)該磁場(chǎng)作用后三種粒子均能匯聚于MN上的一點(diǎn)，求該磁場(chǎng)的最小面積S和同時(shí)進(jìn)入復(fù)合場(chǎng)的氕、氚運(yùn)動(dòng)到匯聚點(diǎn)的時(shí)間差Δt.

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】粗糙絕緣的水平桌面上，有兩塊豎直平行相對(duì)而立的金屬板A、B。板間桌面上靜止著帶正電的物塊，如圖甲所示，當(dāng)兩金屬板加圖乙所示的交變電壓時(shí)，設(shè)直到t1時(shí)刻物塊才開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，(最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力可認(rèn)為相等)，則(　　)

A. 在0～t1時(shí)間內(nèi)，物塊受到逐漸增大的摩擦力，方向水平向右

B. 在t1～t3時(shí)間內(nèi)，物塊受到的摩擦力先逐漸增大，后逐漸減小

C. t3時(shí)刻物塊的速度最大

D. t4時(shí)刻物塊的速度最大

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖，一個(gè)100匝的閉合圓形線圈, 面積為S=20cm2, ,放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,線圈平面跟磁感線方向垂直。勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖(b)所示。設(shè)t=0時(shí),B的方向如圖(a)所示,垂直于紙面向里。求：

(1)線圈在04×103s內(nèi)的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小；

(2)若線圈總電阻為3Ω，則,10s內(nèi)線圈中產(chǎn)生的熱量大小。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖甲所示，彈簧振子在a、b兩點(diǎn)之間做簡(jiǎn)譜運(yùn)動(dòng)，O點(diǎn)為平衡位置，取Ox方向?yàn)檎较�，從某時(shí)刻開(kāi)始計(jì)時(shí)得到如圖乙所示的振動(dòng)圖象。則（ ）

A. 振子的振動(dòng)周期等于t1

B. 在t＝t1時(shí)刻振子的速度為零

C. 在t＝0時(shí)刻振子的位置在a點(diǎn)

D. 從t1到t2時(shí)間內(nèi)振子正從O點(diǎn)向b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示,半徑R=0.5m的絕緣圓形容器左側(cè)有一平行板電容器,電容器內(nèi)有電場(chǎng),無(wú)磁場(chǎng)，兩極板與水平直徑平行,下極板剛好在水平半徑OA上,下極板有一小孔C。一帶正電的粒了從靠近上板處?kù)o止釋放,經(jīng)電場(chǎng)加速后從下小孔C處以豎直向下的速度出射,當(dāng)粒子離開(kāi)電場(chǎng)后就立即撤掉平行板電容器,同時(shí)加上垂直平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B=10-2T。已知粒子的比荷為4108C/kg，C點(diǎn)與圓形容器最左端A距離為d,不計(jì)子的重力。求：

(1)當(dāng)加速電壓為U1=200V時(shí),帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)半徑；

(2)如果d=0.2m,為防止粒子打到絕緣容器上,加速電壓U應(yīng)滿足什么條件；

(3)將磁場(chǎng)反向,調(diào)節(jié)加速電壓,使粒子能垂直打到絕緣容器壁上,粒子與器壁碰撞后原速反彈且電量不變最后粒子好回到C點(diǎn),則當(dāng)d為多大時(shí),粒子回到C點(diǎn)用時(shí)最短,最短時(shí)間為多少。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，兩根相距為L的足夠長(zhǎng)的光滑導(dǎo)軌的一部分處于在同一水平面內(nèi)，另一部分與水平面的夾角為θ，質(zhì)量均為m的金屬細(xì)桿ab、cd與導(dǎo)軌垂直接觸形成閉合回路，整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，當(dāng)桿ab在平行于水平導(dǎo)軌的拉力F作用下以大小為v的速度沿導(dǎo)軌勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，桿cd也恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)．重力加速度大小為g，下列說(shuō)法正確的是（　　）

A. 回路中的電流為

B. 桿ab所受拉力的大小為mgsinθ

C. 回路中電流的總功率為mgvsinθ

D. 回路的總電阻為

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖1所示，為“驗(yàn)證碰撞中動(dòng)量守恒”的實(shí)驗(yàn)裝置，小球1和小球2的半徑相同，質(zhì)量分別為m1和m2，且m1＞m2．實(shí)驗(yàn)時(shí)先讓小球1從斜槽上某一固定位置S由靜止開(kāi)始滾下，進(jìn)入水平軌道后，從軌道未端拋出，落到位于水平地面的復(fù)寫紙上，在下面的白紙上留下痕跡，重復(fù)上連操作10次，得到10個(gè)落點(diǎn)痕跡，再把小球2放在水平軌道末端，讓小球1仍從位置S由靜止?jié)L下，小球1和小球2碰撞后，分別在白紙上留下各自的落點(diǎn)痕跡重復(fù)操作10次。M、P，N為三個(gè)落點(diǎn)的平均位置，O點(diǎn)是水平軌道來(lái)端在記錄紙上的豎直投影點(diǎn)，如圖2所示。

（1）關(guān)于本實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法正確的是_____

A．斜槽軌道必須光滑

B．如果小球每次從同一位置由靜止釋放，每次的落點(diǎn)一定是重合的

C．重復(fù)操作時(shí)發(fā)現(xiàn)小球的落點(diǎn)并不重合，說(shuō)明實(shí)驗(yàn)操作中出現(xiàn)了錯(cuò)誤

D．用半徑盡量小的圓把10個(gè)落點(diǎn)圈起來(lái)，這個(gè)圓的圓心可視為小球落點(diǎn)的平均位置

（2）本實(shí)驗(yàn)除了要測(cè)量OP、OM，ON的值以外，還必須要測(cè)量的物理量有_____

A．小球1的質(zhì)量m1和小球2的質(zhì)量m2

B．小球1開(kāi)始釋放的高度h

C．拋出點(diǎn)距地面的高度H

D．小球平拋運(yùn)動(dòng)的飛行時(shí)間

（3）若所測(cè)物理量滿足表達(dá)式_____（用上問(wèn)中所測(cè)的物理量表示）時(shí)，則說(shuō)明兩球的碰撞遵守動(dòng)量守恒定律。

（4）若改變小球1和小球2的材質(zhì)（兩球半徑仍相同），兩球碰撞時(shí)不僅得到（3）的結(jié)論即碰撞遵守動(dòng)量守恒定律而且滿足機(jī)械能守恒定律，則根據(jù)上述信息可以推斷_____。

A．不可能超過(guò)2

B．可能超過(guò)3

C．MN與OP大小關(guān)系不確定

D．MN與OP大小關(guān)系確定，且MN＝OP

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】圖甲所示為某實(shí)驗(yàn)小組測(cè)量A、B兩個(gè)箱子質(zhì)量的裝置圖,其中D為鐵架臺(tái),E為固定在鐵架臺(tái)上的輕質(zhì)定滑輪(質(zhì)量和摩擦可忽略),F為光電門,C為固定在A上、寬度為d的細(xì)遮光條(質(zhì)量不計(jì))。此外該實(shí)驗(yàn)小組還準(zhǔn)備了砝碼一套(總質(zhì)量m0=1kg)和刻度尺等,請(qǐng)?jiān)谝韵聦?shí)驗(yàn)步驟中按要求作答:

(1)在鐵架臺(tái)上標(biāo)記一位置O,并測(cè)得該位置與光電門之間的高度差h。

(2)取出質(zhì)量為m的砝碼放在A中,剩余砝碼都放在B中,讓A從位置O由靜止開(kāi)始下降。

(3)記錄下遮光條通過(guò)光電門的時(shí)間t,根據(jù)所測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算出A下落到F處的速率v=____;下落過(guò)程中的加速度大小a=______。

(4)改變m,重復(fù)(2)(3)步驟,得到多組m及a的數(shù)據(jù),作出____(填“a-m”或“a-”)圖像如圖乙所示(圖中橫、縱坐標(biāo)物理量的單位均采用國(guó)際制單位)

(5)由圖像可得,A的質(zhì)量mA=____kg,B的質(zhì)量mB=____kg(保留兩位有效數(shù)字,重力加速度大小g取10m/s2)

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