【題目】如圖甲所示，足夠長的光滑平行金屬導軌，豎直放置，其寬度，一勻強磁場垂直穿過導軌平面，導軌的上端與之間連接一阻值為的電阻，質(zhì)量為電阻為的金屬棒緊貼在導軌上，現(xiàn)使金屬棒由靜止開始下滑，下滑過程中始終保持水平，且與導軌接觸良好，其下滑距離與時間的關(guān)系如圖乙所示，圖象中的段為曲線，段為直線，導軌電阻不計，取（忽略棒運動過程中對原磁場的影響）

（1）判斷金屬棒兩端、的電勢高低

（2）金屬棒運動的最大速度及磁感應(yīng)強度的大小

（3）在金屬棒從靜止開始運動的內(nèi)，通過電阻的電量及電阻上產(chǎn)生的熱量。

【答案】（1）端的電勢高于端；（2）， ； （3）， 。

【解析】

（1）由右手定則可知，棒中的感應(yīng)電流方向由流向，棒相當于電源，則端的電勢高于端的電勢；

（2）由圖象可得：時金屬棒勻速運動的速度

當金屬棒勻速運動時，由平衡條件得

金屬棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢

電路中的感應(yīng)電流

聯(lián)立可得

，

代入數(shù)據(jù)解得：

；

（3）在內(nèi)，金屬棒的重力勢能轉(zhuǎn)化為金屬棒的動能和電路的內(nèi)能。

設(shè)電路中產(chǎn)生的總熱量為，根據(jù)能量守恒定律得：

由圖得

代入數(shù)據(jù)解得

所以電阻上產(chǎn)生的熱量

因為

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，金屬板MN垂直于紙面放置，MN板中央有小孔O，以O為原點在紙面內(nèi)建立xoy坐標系，x軸與MN板重合。O點下方的熱陰極K通電后能持續(xù)放出初速度近似為零的電子，在K與MN板間加一電壓，從O點射出的電子速度大小都是v0，方向在紙面內(nèi)，且關(guān)于y軸對稱，發(fā)散角為2θ弧度。已知電子電荷量為e，質(zhì)量為m，不計電子間相互作用及重力的影響。

(1)求K與MN間的電壓的大小U0。

(2)若x軸上方存在范圍足夠大的垂直紙面向里的勻強磁場，磁場的磁感強度B1，求電子打到x軸上落點范圍長度為△x。

(3)若x軸上方存在一個垂直紙面向里的圓形勻強磁場區(qū)，磁感強度B2，電子從O點進入磁場區(qū)偏轉(zhuǎn)后成為平行于x軸的電子束，求該圓形區(qū)域的半徑R及電子束的寬度△y。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】利用如圖所示裝置可以選擇一定速度范圍內(nèi)的帶電粒子。圖中板MN上方是磁感應(yīng)強度大小為B、方向垂直紙面向里的勻強磁場，板上有兩條寬度分別為2d和d的縫，兩縫近端相距為L，一群質(zhì)量為m、電荷量為q，具有不同速度的粒子從寬度為2d的縫垂直于板MN進入磁場，對于能夠從寬度為d的縫射出的粒子，下列說法正確的是（ ）

A. 粒子帶正電

B. 射出粒子的最大速度為

C. 保持d和L不變，增大B，射出粒子的最大速度與最小速度之差增大

D. 保持d和B不變，增大L，射出粒子的最大速度與最小速度之差不變

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】利用如圖甲所示的氣墊導軌實驗裝置來探究合力一定時，物體的加速度與質(zhì)量之間的關(guān)系．

①做實驗時，將滑塊從圖甲所示位置由靜止釋放，由數(shù)字計時器（圖中未畫出）可讀出遮光條通過光電門1、2的時間分別為△t1、△t2；用刻度尺測得兩個光電門中心之間的距離L，用游標卡尺測得遮光條寬度d，則滑塊經(jīng)過光電門1時的速度表達式V1=_______；滑塊加速度的表達式a=_______．（以上表達式均用已知字母表示）．如圖乙所示，若用20分度的游標卡尺測量遮光條的寬度，其讀數(shù)為_________mm．

②在實驗過程中，當改變小車質(zhì)量M時，通過改變__________________________保證小車受到的合力大小不變．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，為燈泡，為自感系數(shù)很大的線圈，其直流電阻可忽略不計，為電源，為定值電阻，為開關(guān)，下列正確的是　　

A.合上開關(guān)，燈逐漸變亮，后保持亮度不變

B.合上開關(guān)，燈逐漸變亮。后逐漸變暗，直至熄滅

C.電路穩(wěn)定后斷開開關(guān)，燈立即熄滅

D.電路穩(wěn)定后斷開開關(guān)，燈將閃亮一下后逐漸變暗，直至熄滅

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，a為赤道上的物體，隨地球自轉(zhuǎn)做勻速圓周運動，b為沿地球表面附近做勻速圓周運動的人造衛(wèi)星，c為地球同步衛(wèi)星，以下關(guān)于a、b、c的說法中正確的是（ ）

A. 它們的向心加速度都與軌道半徑成正比

B. 它們的向心加速度都與軌道半徑的二次方成反比

C. a和c的運轉(zhuǎn)周期相同

D. a和b的運轉(zhuǎn)周期相同

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲所示是某同學探究加速度與力的關(guān)系的實驗裝置。他在氣墊導軌上安裝了一個光電門B。滑塊上固定一遮光條，滑塊用細線繞過氣墊導軌左端的定滑輪與力傳感器相連，傳感器下方懸掛鉤碼，每次滑塊都從A處由靜止釋放。

(1)該同學用游標卡尺測量遮光條的寬度d，如圖乙所示，則d＝________mm。

(2)實驗時，將滑塊從A位置由靜止釋放，由數(shù)字計時器讀出遮光條通過光電門B的時間t，若要得到滑塊的加速度，還需要測量的物理量是______________________。

(3)下列不必要的一項實驗要求是________。(填選項前的字母)

A．應(yīng)使滑塊質(zhì)量遠大于鉤碼和力傳感器的總質(zhì)量

B．應(yīng)使A位置與光電門間的距離適當大些

C．應(yīng)將氣墊導軌調(diào)節(jié)水平

D．應(yīng)使細線與氣墊導軌平行

(4)改變鉤碼質(zhì)量，測出對應(yīng)的力傳感器的示數(shù)F和遮光條通過光電門的時間t，通過描點作出線性圖象，研究滑塊的加速度與力的關(guān)系，處理數(shù)據(jù)時應(yīng)作出________填“t2-F”“ -F”或“-F”圖象。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】“研究回路中感應(yīng)電動勢E與磁通量變化快慢的關(guān)系”實驗，如圖1所示．

（1）某同學改變磁鐵釋放時的高度，作出E-△t圖象尋求規(guī)律，得到如圖2所示的圖線．由此他得出結(jié)論：磁通量變化的時間△t越短，感應(yīng)電動勢E越大，即E與△t成反比．

① 實驗過程是________的（填寫“正確”“不正確”）；

② 實驗結(jié)論__________________________________________（判斷是否正確并說明理由）．

（2）對實驗數(shù)據(jù)的處理可以采用不同的方法

①如果橫坐標取_____________，就可獲得如圖3所示的圖線；

②若在①基礎(chǔ)上僅增加線圈的匝數(shù)，則實驗圖線的斜率將__________(填“不變”“增大”或“減小”)．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】（18分）如圖所示，一對光滑的平行金屬導軌固定在同一水平面內(nèi)，導軌間距l = 0.5m，左端接有阻值R = 0.3Ω的電阻。一質(zhì)量m = 0.1kg，電阻r = 0.1Ω的金屬棒MN放置在導軌上，整個裝置置于豎直向上的勻強磁場中，磁場的磁感應(yīng)強度B = 0.4T。棒在水平向右的外力作用下，由靜止開始以a = 2m/s2的加速度做勻加速運動，當棒的位移x = 9m時撤去外力，棒繼續(xù)運動一段距離后停下來，已知撤去外力前后回路中產(chǎn)生的焦耳熱之比Q1：Q2 = 2：1。導軌足夠長且電阻不計，棒在運動過程中始終與導軌垂直且兩端與導軌保持良好接觸。求

（1）棒在勻加速運動過程中，通過電阻R的電荷量q；

（2）撤去外力后回路中產(chǎn)生的焦耳熱Q2；

（3）外力做的功WF。

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