【題目】如圖所示，兩表面光滑的足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ，相距為L，與水平面成夾角傾斜放置，導(dǎo)軌頂端連接一定值電阻。磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直導(dǎo)軌平面斜向上，金屬棒ab垂直于MN、PQ放置在導(dǎo)軌上，且始終與導(dǎo)軌接觸良好。已知金屬棒的質(zhì)量為m、電阻為R，定值電阻阻值為2R，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，重力加速度大小為g，現(xiàn)將金屬棒ab由靜止釋放，試求：

（1）金屬棒ab下滑的最大速度為多大？

（2）當(dāng)金屬棒沿導(dǎo)軌下滑位移為x時(shí)，速度由零增大到v（尚未達(dá)到最大速度），此過(guò)程金屬棒中產(chǎn)生的電熱為多少？

【答案】（1）（2）

【解析】試題分析：（1）金屬棒ab先加速下滑，加速度減小，后勻速下滑，速度達(dá)到最大．由閉合電路歐姆定律、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和安培力公式推導(dǎo)出安培力的表達(dá)式，根據(jù)平衡條件求解最大速度．（2）從金屬棒開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到速度達(dá)到v，重力做正功，安培力做負(fù)功，根據(jù)動(dòng)能定理可以求出安培力做的負(fù)功，即可求出金屬棒中產(chǎn)生的電熱的大小．

⑴對(duì)金屬棒受力分析，根據(jù)牛頓第二定律得：

可知：當(dāng)a=0時(shí)，金屬棒的速度有最大值

金屬棒切割磁感線(xiàn)所受的安培力

導(dǎo)體棒切割磁感線(xiàn)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

根據(jù)閉合電路歐姆定律

根據(jù)以上幾式可得：

⑵從金屬棒開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到速度達(dá)到v，根據(jù)動(dòng)能定理得：

設(shè)此過(guò)程中金屬棒產(chǎn)生的熱量為Q，根據(jù)電路結(jié)構(gòu)可知金屬棒克服安培力做功

由以上兩式可得：

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】某發(fā)電站用11kV交變電壓輸電，輸送功率一定，輸電線(xiàn)的電阻為R．現(xiàn)若用理想變壓器將電壓升高到220kV送電，下面哪個(gè)選項(xiàng)正確（　�。�

A. 因I=，所以輸電線(xiàn)上的電流增為原來(lái)的20倍

B. 因I=，所以輸電線(xiàn)上的電流減為原來(lái)的

C. 因P=，所以輸電線(xiàn)上損失的功率增為原來(lái)的400倍

D. 若要使輸電線(xiàn)上損失的功率不變，可將輸電線(xiàn)的直徑減為原來(lái)的1/400

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，在同一平面內(nèi)有三根彼此絕緣的通電直導(dǎo)線(xiàn)，所圍三角形為等邊三角形，三根導(dǎo)線(xiàn)中電流大小相同，分別用表示，O點(diǎn)為三角形的中心，此時(shí)O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，若去掉，則O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度（ ）

A. 大小為0

B. 大小為，方向垂直紙面向外

C. 大小為B，方向垂直紙面向里

D. 大小為2B，方向垂直紙面向里

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】一輛重5t的汽車(chē)，發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率為80kW．汽車(chē)從靜止開(kāi)始以加速度a=1m/s2做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，車(chē)受的阻力為車(chē)重的0.06倍，g=10m/s2，求：

①汽車(chē)做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)能維持多長(zhǎng)時(shí)間？

②汽車(chē)做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)過(guò)程的平均功率？

③汽車(chē)的速度v=20m/s時(shí)車(chē)的加速度是多少？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，個(gè)半徑為R的導(dǎo)電圓環(huán)與一個(gè)軸向?qū)ΨQ(chēng)的發(fā)散磁場(chǎng)處處正交，環(huán)上各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B大小相等，方向均與環(huán)面軸線(xiàn)方向成θ角(環(huán)面軸線(xiàn)為豎直方向)。若導(dǎo)電圓環(huán)上載有如圖所示的恒定電流下，則下列說(shuō)法正確的是

A. 導(dǎo)電圓環(huán)有收縮的趨勢(shì)

B. 導(dǎo)電圓環(huán)所受安培力方向豎直向上

C. 導(dǎo)電圓環(huán)所受安培力的大小為2BIR

D. 導(dǎo)電圓環(huán)所受安培力的大小為2BIRsinθ

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示為一電流表的原理示意圖.質(zhì)量為m的均質(zhì)細(xì)金屬棒MN的中點(diǎn)處通過(guò)一掛鉤與一豎直懸掛的彈簧相連，絕緣彈簧勁度系數(shù)為k，在矩形區(qū)域abcd內(nèi)有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直紙面向外，與MN的右端N連接的一絕緣輕指針可指示標(biāo)尺上的讀數(shù)，MN的長(zhǎng)度大于ab.當(dāng)MN中沒(méi)有電流通過(guò)且處于平衡狀態(tài)時(shí)，MN與矩形區(qū)域的cd邊重合，當(dāng)MN中有電流通過(guò)時(shí)，指針示數(shù)可表示電流強(qiáng)度.

(1)當(dāng)電流表示數(shù)為零時(shí)，彈簧伸長(zhǎng)多少? (重力加速度為g)

(2)若要電流表正常工作，MN的哪一端應(yīng)與電源正極相接?

(3)若k=2.0N/m，ab=0.20m，cb=0.050m，B=0.20T，此電流表的量程是多少? (不計(jì)通電時(shí)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)的作用)

(4)若將量程擴(kuò)大2倍，磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)變?yōu)槎啻?/span>?

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，是一個(gè)小燈泡的電流強(qiáng)度隨其兩端電壓變化的關(guān)系圖，則根據(jù)小燈泡的伏安特性曲線(xiàn)可判定下列說(shuō)法中正確的是

A. 小燈泡的電阻隨著所加電壓的增加而減小

B. 當(dāng)小燈泡兩端電壓為1V 時(shí)，其阻值為0.202

C. 小燈泡燈絲的電阻率隨著燈絲溫度的升高而減小

D. 如果把兩個(gè)這種相同的燈泡串聯(lián)后，接到電壓恒為4V的電源上，則流過(guò)每個(gè)小燈泡的電流為0.3A

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，在第一象限內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)(磁場(chǎng)足夠大)，一對(duì)正負(fù)電子分別以相同的速度沿與x軸成30°角的方向從原點(diǎn)垂直磁場(chǎng)射入，則負(fù)電子與正電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之比為

A. B. 1∶2 C. 1∶1 D. 2∶1

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ豎直放置，一勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直穿過(guò)導(dǎo)軌平面，導(dǎo)軌的上端M與P之間連接阻值為R=0.40Ω的電阻，質(zhì)量為m=0.01kg、電阻為r=0.30Ω的金屬棒ab緊貼在導(dǎo)軌上�，F(xiàn)使金屬棒ab由靜止開(kāi)始自由下滑，其下滑距離與時(shí)間的關(guān)系如下圖所示，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，重力加速度g取10m/s2。

試求：

時(shí)間t（s）

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

下滑距離s（m）

0

0.1

0.3

0.7

1.4

2.1

2.8

3.5

(1)當(dāng)t=0.7s時(shí)，重力對(duì)金屬棒ab做功的功率；

(2)金屬棒ab在開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的0.7s內(nèi)，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱；

(3)從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到t=0.4s的時(shí)間內(nèi)，通過(guò)金屬棒ab的電荷量。

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