2．如圖所示，左端接有阻值為R的電阻．一質(zhì)量m，長(zhǎng)度L的金屬棒MN放置在導(dǎo)軌上，棒的電阻為r，整個(gè)裝置置于豎直向上的如圖所示，一對(duì)光滑的平行金屬導(dǎo)軌（電阻不計(jì)）固定在同一水平面內(nèi)，導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)且間距為L(zhǎng)勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，棒在水平向右的外力作用下，由靜止開始做加速運(yùn)動(dòng)．若保持外力的功率P不變，經(jīng)過時(shí)間t導(dǎo)體棒最終做勻速運(yùn)動(dòng)．求：
（1）導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度；
（2）t時(shí)間內(nèi)回路中產(chǎn)生的焦耳熱．

分析 （1）應(yīng)用安培力公式求出導(dǎo)體棒受到的安培力，導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng)處于平衡狀態(tài)，應(yīng)用平衡條件可以求出導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng)的速度．
（2）應(yīng)用能量守恒定律可以求出焦耳熱．

解答 解：（1）導(dǎo)體棒受到的安培力：F安培=BIL=$\frac{{B}^{2}{L}^{2}v}{R+r}$，
由P=Fv可知，拉力：F=$\frac{P}{v}$，
導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng)處于平衡狀態(tài)，
由平衡條件得：F=F安培，即：$\frac{P}{v}$=$\frac{{B}^{2}{L}^{2}v}{R+r}$，
解得：v=$\frac{\sqrt{P（R+r）}}{BL}$；
（2）從導(dǎo)體棒由靜止開始運(yùn)動(dòng)到導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng)過程，
由能量守恒定律得：Pt=Q+$\frac{1}{2}$mv2，
解得：Q=Pt-$\frac{mP（R+r）}{2{B}^{2}{L}^{2}}$；
答：（1）導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度為$\frac{\sqrt{P（R+r）}}{BL}$；
（2）t時(shí)間內(nèi)回路中產(chǎn)生的焦耳熱為Pt-$\frac{mP（R+r）}{2{B}^{2}{L}^{2}}$．

點(diǎn)評(píng) 拉力做功轉(zhuǎn)化為導(dǎo)體棒的動(dòng)能與電路產(chǎn)生的焦耳熱，知道能量轉(zhuǎn)化過程是解題的前提，應(yīng)用能量守恒定律可以求出回路產(chǎn)生的焦耳熱．

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

19．關(guān)于加速度和速度概念的描述中，以下說法正確的是（　�。�
A．加速度數(shù)值很大的物體，速度必然很大
B．加速度數(shù)值很大的物體，速度的變化量必然很大
C．加速度數(shù)值減小時(shí)，速度的值必然隨之減小
D．加速度數(shù)值很小的物體，速度可以減小的很慢

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

20．下列有關(guān)勻速直線運(yùn)動(dòng)物體的敘述，正確的是（　�。�
A．做勻速直線運(yùn)動(dòng)物體的速度和速率相等
B．做勻速直線運(yùn)動(dòng)物體的位移和路程相等
C．做勻速直線運(yùn)動(dòng)物體位移的大小和路程相等
D．做勻速直線運(yùn)動(dòng)的速度等于運(yùn)動(dòng)路程與運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

17．如圖所示，虛線a、b、c代表電場(chǎng)中三個(gè)等勢(shì)面，相鄰等勢(shì)面之間的電勢(shì)差相等，即Uab=Ubc，實(shí)線為一帶正電的質(zhì)點(diǎn)僅在電場(chǎng)力作用下通過該區(qū)域時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡，P、Q是這條軌跡上的兩點(diǎn)，據(jù)此可知（　�。�
A．帶電質(zhì)點(diǎn)通過P點(diǎn)時(shí)的加速度比通過Q點(diǎn)時(shí)小
B．帶電質(zhì)點(diǎn)在P點(diǎn)具有的電勢(shì)能比在Q點(diǎn)具有的電勢(shì)能小
C．帶電質(zhì)點(diǎn)通過P點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能比通過Q點(diǎn)時(shí)大
D．三個(gè)等勢(shì)面中，a的電勢(shì)最高

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科目：高中物理 來源： 題型：填空題

4．如圖是改裝并校準(zhǔn)電流表的電路圖，已知表頭的量程為Ig=600?A，內(nèi)阻為 Rg=198Ω，mA是標(biāo)準(zhǔn)電流表，要求改裝后的電流表量程為I=60mA，則圖中分流電阻Rp的阻值為2Ω，改裝后的電流表測(cè)量電流時(shí)，指針指在表盤上原來100?A處，則被測(cè)電流的大小是10 mA．

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科目：高中物理 來源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

7．一數(shù)碼相機(jī)能每秒拍攝10幀照片．現(xiàn)用該數(shù)碼相機(jī)拍攝小球的平拋運(yùn)動(dòng)．已知小球在距地面0.9m高度水平拋出，則：
（1）能拍攝到小球影像的照片最多可以有5幀．
（2）圖是將所拍攝到的連續(xù)三張做平拋運(yùn)動(dòng)的小球照片移入至同一方格紙的圖象，格子的長(zhǎng)度L=5cm，由圖可以計(jì)算出小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度大小為1m/s．

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科目：高中物理 來源： 題型：作圖題

14．有一根粗細(xì)均勻的空心導(dǎo)體棒如圖a所示，截面為同心圓環(huán)（如圖b），其電阻約為100Ω，這種材料的電阻率為ρ．某同學(xué)用以下器材測(cè)量該導(dǎo)體棒的內(nèi)徑：
A．20分度的游標(biāo)卡尺
B．螺旋測(cè)微器
C．電流表A1（量程50mA，內(nèi)阻R1=100Ω）
D．電流表A2（量程l00mA，內(nèi)阻R2約40Ω）
E．滑動(dòng)變阻器R（0～10Ω）
F．直流電源E
G．導(dǎo)電材料樣品Rx
H．開關(guān)一只，導(dǎo)線若干．

（1）用游標(biāo)卡尺測(cè)量導(dǎo)體棒長(zhǎng)度如圖甲，示數(shù)L=100.50mm；用螺旋測(cè)微器測(cè)量其外徑如圖乙，示數(shù)D=3.500mm．
（2）圖丙是實(shí)驗(yàn)原理圖，請(qǐng)?jiān)诙D中完成線路連接．
（3）閉合開關(guān)S，調(diào)整滑動(dòng)變阻器，記錄電流表A1的讀數(shù)I1和電流表A2的讀數(shù)I2，則導(dǎo)體管的內(nèi)徑d=$\sqrt{{D}^{2}-\frac{4ρL（{I}_{2}-{I}_{1}）}{π{I}_{1}{R}_{1}}}$（用已知量和測(cè)量量的符號(hào)來表示）

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

11．如圖1所示，兩根水平的金屬光滑平行導(dǎo)軌，其末端連接等高光滑的$\frac{1}{4}$圓弧，其軌道半徑r=0.5m，圓弧段在圖中的cd和ab之間，導(dǎo)軌的間距為L(zhǎng)=0.5m，軌道的電阻不計(jì)，在軌道的頂端接有阻值為R=2.0Ω的電阻，整個(gè)裝置處在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2.0T．現(xiàn)有一根長(zhǎng)度稍大于L、電阻不計(jì)，質(zhì)量m=1.0kg的金屬棒，從軌道的水平位置ef開始在拉力F作用下，從靜止勻加速運(yùn)動(dòng)到cd的時(shí)間t0=2.0s，在cd時(shí)的拉力為F0=3.0N．已知金屬棒在ef和cd之間運(yùn)動(dòng)時(shí)的拉力隨時(shí)間變化的圖象如圖2所示，重力加速度g=10m/s2，求：
（1）求勻加速直線運(yùn)動(dòng)的加速度；
（2）金屬棒做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)通過金屬棒的電荷量q；
（3）勻加到cd后，調(diào)節(jié)拉力使金屬棒接著沿圓弧做勻速圓周運(yùn)動(dòng)至ab處，金屬棒從cd沿$\frac{1}{4}$圓弧做勻速圓周運(yùn)動(dòng)至ab的過程中，拉力做的功W．

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

12．如圖所示，用粗細(xì)不同的銅導(dǎo)線制成邊長(zhǎng)相同的正方形單匝線框，紅框平面與勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直，現(xiàn)讓兩線框從有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)外同一高度同時(shí)自由下落，磁場(chǎng)邊界與水平地面平行，則（　�。�
A．下落全過程中通過導(dǎo)線橫截面的電量不同
B．兩者同時(shí)落地，落地速率相同
C．粗線框先落地，且速率大
D．下落過程中粗線框產(chǎn)生的焦耳熱多

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同步練習(xí)冊(cè)答案