【題目】如圖所示，傾斜角θ=30°的光滑傾斜導(dǎo)體軌道（足夠長）與光滑水平導(dǎo)體軌道連接．軌道寬度均為L=1m，電阻忽略不計．勻強(qiáng)磁場I僅分布在水平軌道平面所在區(qū)域，方向水平向右，大小B1=1T；勻強(qiáng)磁場II僅分布在傾斜軌道平面所在區(qū)域，方向垂直于傾斜軌道平面向下，大小B2=1T．現(xiàn)將兩質(zhì)量均為m=0.2kg，電阻均為R=0.5Ω的相同導(dǎo)體棒ab和cd，垂直于軌道分別置于水平軌道上和傾斜軌道上，并同時由靜止釋放．取g=10m/s2．

（1）求導(dǎo)體棒cd沿斜軌道下滑的最大速度的大小；

（2）若已知從開始運(yùn)動到cd棒達(dá)到最大速度的過程中，ab棒產(chǎn)生的焦耳熱Q=0.45J，求該過程中通過cd棒橫截面的電荷量；

（3）若已知cd棒開始運(yùn)動時距水平軌道高度h=10m，cd棒由靜止釋放后，為使cd棒中無感應(yīng)電流，可讓磁場Ⅱ的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間變化，將cd棒開始運(yùn)動的時刻記為t=0，此時磁場Ⅱ的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0=1T，試求cd棒在傾斜軌道上下滑的這段時間內(nèi)，磁場Ⅱ的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間t變化的關(guān)系式．

【答案】（1）；（2）；（3）。

【解析】

試題分析：（1）做出側(cè)視平面圖，cd棒加速下滑，安培力逐漸增大，加速度逐漸減小，加速度減小到零時速度增大到最大，此時cd棒所受合力為零，此后cd棒勻速下滑。對cd棒受力分析，如圖所示。

沿導(dǎo)軌方向有

感應(yīng)電動勢

感應(yīng)電流

安培力

得最大速度

（2）設(shè)cd棒下滑距離為x時，ab棒產(chǎn)生的焦耳熱Q，此時回路中總焦耳熱為2Q。

根據(jù)能量守恒定律，有

解得下滑距離

根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，感應(yīng)電動勢平均值

感應(yīng)電流平均值

通過cd棒橫截面的電荷量

（3）若回路中沒有感應(yīng)電流，則cd棒勻加速下滑，加速度為

初始狀態(tài)回路中磁通量

一段時間后，cd棒下滑距離

此時回路中磁通量

回路中沒有感應(yīng)電流，則，即

由上可得磁感應(yīng)強(qiáng)度

代入數(shù)據(jù)得，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間t變化的關(guān)系式為

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在“測定金屬絲的電阻率”實(shí)驗(yàn)中，所用的測量儀器均已校準(zhǔn)。待測金屬絲接入電路部分的長度約為50 cm。

（1）用螺旋測微器測量金屬絲的直徑，某一次測量結(jié)果（接近多次測量的平均值）如圖1所示，其讀數(shù)為_________mm。

（2）用伏安法測金屬絲的電阻Rx的阻值（約為15 Ω），實(shí)驗(yàn)室提供了如下器材：

A．電池組E（電動勢為3 V，內(nèi)阻約為1 Ω）

B．電流表A1（量程為0~0.6 A，內(nèi)阻約為0.5 Ω）

C．電流表A2（量程為0~3 A，內(nèi)阻為0.02 Ω）

D．電壓表V1（量程為0~3 V，內(nèi)阻約為5 kΩ）

E．電壓表V2（量程為0~15 V，內(nèi)阻為15 kΩ）

F．電阻箱R（阻值范圍為0~99.99 Ω，額定電流為1 A）

G．開關(guān)S，導(dǎo)線若干

為使測量盡可能準(zhǔn)確，電流表應(yīng)選用_______，電壓表應(yīng)選用_______；（填器材前的字母標(biāo)號）應(yīng)采用下面給出的________電路進(jìn)行測量。

（3）根據(jù)記錄的電阻箱阻值R及對應(yīng)電流表示數(shù)I和電壓表示數(shù)U，在坐標(biāo)紙上作–圖象如圖2所示，根據(jù)圖象可得金屬絲的電阻Rx=_______Ω（保留兩位有效數(shù)字）。

（4）根據(jù)以上數(shù)據(jù)估算金屬絲的電阻率約為_______填選項(xiàng)前的字母標(biāo)號）。

A． B． C． D．

（5）關(guān)于本實(shí)驗(yàn)的誤差，下列說法中正確的是______

A．用螺旋測微器測量金屬絲的直徑時，由于讀數(shù)引起的誤差屬于系統(tǒng)誤差

B．由電流表和電壓表內(nèi)阻引起的誤差屬于偶然誤差

C．若將電流表和電壓表內(nèi)阻計算在內(nèi)，可以消除由測量儀表引起的系統(tǒng)誤差

D．用–圖象處理數(shù)據(jù)求金屬絲的電阻可以減小偶然誤差

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，均勻金屬圓環(huán)的總電阻為2R，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場垂直地穿過圓環(huán)。金屬桿OM的長為l，電阻為，M端與環(huán)緊密接觸，金屬桿OM繞過圓心的轉(zhuǎn)軸O以恒定的角速度ω轉(zhuǎn)動。電阻R的一端用導(dǎo)線和環(huán)上的A點(diǎn)連接，另一端和金屬桿的轉(zhuǎn)軸O處的端點(diǎn)相連接。下列正確的是

A. 通過電阻R的電流的最大值為

B. 通過電阻R的電流的最小值為

C. OM中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢恒為

D. 通過電阻R的電流恒為

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，物體沿弧形軌道滑下后進(jìn)入順時針勻速轉(zhuǎn)動的水平傳送帶上，并從右端滑出，則傳送帶對物體做功的情況不可能是（ ）

A. 始終不做功 B. C. 始終做負(fù)功 D. 先做正功后做負(fù)功

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在如圖所示的電路中，R1、R2、R3和R4皆為定值電阻，R5為可變電阻，電源的電動勢為E、內(nèi)阻為r.設(shè)電流表A的讀數(shù)為I，電壓表V的讀數(shù)為U，當(dāng)R5的滑動觸點(diǎn)向圖中的a端移動時(　　)

A. I變小

B. I變大

C. U變大

D. U變小

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，板間距為d、板長為4d的水平金屬板A和B上下正對放置，并接在電源上。現(xiàn)有一電荷量為q、質(zhì)量為m帶電的質(zhì)點(diǎn)沿兩板中心線以某一速度水平射入，兩板間加上某一恒定電壓，如果A接負(fù)時，該質(zhì)點(diǎn)就沿兩板中心線射出；如果A接正時，該質(zhì)點(diǎn)就射到B板距左端為d的C處。取重力加速度為g，不計空氣阻力。

（1）求該恒定電壓U0大��；

（2）求質(zhì)點(diǎn)射入兩板時的速度v0；

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，光滑、足夠長的平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ的間距為l，所在平面與水平面成θ角，處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場中。兩導(dǎo)軌的一端接有阻值為R的電阻。質(zhì)量為m、電阻為r的金屬棒ab垂直放置于導(dǎo)軌上，且m由一根輕繩通過一個定滑輪與質(zhì)量為M的靜止物塊相連，物塊被釋放后，拉動金屬棒ab加速運(yùn)動H距離后，金屬棒以速度v勻速運(yùn)動。求：（導(dǎo)軌電阻不計）

（1）金屬棒αb以速度v勻速運(yùn)動時兩端的電勢差Uab；

（2）物塊運(yùn)動H距離過程中電阻R產(chǎn)生的焦耳熱QR。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，A、B為兩塊平行金屬板，A板帶正電荷、B板帶負(fù)電荷．兩板之間存在著勻強(qiáng)電場，兩板間距為d、電勢差為U，在B板上開有兩個間距為L的小孔．C、D為兩塊同心半圓形金屬板，圓心都在貼近B板的O′處，C帶正電、D帶負(fù)電．兩板間的距離很近，兩板末端的中心線正對著B板上的小孔，兩板間的電場強(qiáng)度可認(rèn)為大小處處相等，方向都指向O′.半圓形金屬板兩端與B板的間隙可忽略不計．現(xiàn)從正對B板小孔緊靠A板的O處由靜止釋放一個質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的微粒(微粒的重力不計)，問：

(1)微粒穿過B板小孔時的速度多大？

(2)為了使微粒能在C、D板間運(yùn)動而不碰板，C、D板間的電場強(qiáng)度大小應(yīng)滿足什么條件？

(3)從釋放微粒開始，經(jīng)過多長時間微粒通過半圓形金屬板間的最低點(diǎn)P點(diǎn)？

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示為某質(zhì)點(diǎn)做直線運(yùn)動的v﹣t圖象，關(guān)于這個質(zhì)點(diǎn)在0﹣4s內(nèi)的運(yùn)動情況，下列說法中正確的是（　�。�

A. 質(zhì)點(diǎn)的速度方向不變 B. 質(zhì)點(diǎn)的加速度方向不變

C. 2s末質(zhì)點(diǎn)離出發(fā)點(diǎn)最遠(yuǎn) D. 2s時質(zhì)點(diǎn)所受合力改變方向

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