【題目】如圖所示，處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的兩根足夠長(zhǎng)、電阻不計(jì)的平行金屬導(dǎo)軌相距L＝1 m．導(dǎo)軌平面與水平面成＝37°角，下端連接阻值為R＝4 Ω的電阻．勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)軌平面向下，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B＝1 T．質(zhì)量m＝0.4 kg、電阻r＝1 Ω的金屬棒放在兩導(dǎo)軌上，棒與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，它們間的動(dòng)摩擦因數(shù)＝0.25，金屬棒以初速度v0＝20 m/s沿導(dǎo)軌滑下，g＝10 m/s2，求：

(1)金屬棒沿導(dǎo)軌下滑的最大加速度；

(2)金屬棒下滑時(shí)電阻R消耗的最小功率．

【答案】(1) 6 m/s2 (2) 10.24 W.

【解析】

剛開始下滑時(shí)加速度最大，導(dǎo)體棒受安培力，只受重力、支持力和摩擦力，則由牛頓第二定律可求得加速度；金屬棒勻速度運(yùn)動(dòng)時(shí)電阻R消耗功率最小，由平衡條件可求得電流大小，則由功率公式可求電阻R的功率；

解：金屬棒開始下滑時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，則有：

根據(jù)閉合電路歐姆定律可得：

金屬棒開始下滑時(shí)加速度最大，有：

解得：，方向沿導(dǎo)軌向上

(2) 金屬棒勻速度運(yùn)動(dòng)時(shí)電阻R消耗功率最小，由平衡條件有：

R消耗的電功率為：

聯(lián)立解得：

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】對(duì)于一些變化的物理量，平均值是衡量該物理量大小的重要的參數(shù)。比如在以彈簧振子為例的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)中，彈簧彈力提供回復(fù)力，該力隨著時(shí)間和位移的變化是周期性變化的，該力在時(shí)間上和位移上存在兩個(gè)不同的平均值。彈力在某段時(shí)間內(nèi)的沖量等于彈力在該時(shí)間內(nèi)的平均力乘以該時(shí)間段；彈力在某段位移內(nèi)做的功等于彈力在該位移內(nèi)的平均值乘以該段位移。如圖所示，光滑的水平面上，一根輕質(zhì)彈簧一端和豎直墻面相連，另一端和可視為質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量為m的物塊相連，已知彈簧的勁度系數(shù)為k，O點(diǎn)為彈簧的原長(zhǎng)，重力加速度為g。該彈簧振子的振幅為A。

①求出從O點(diǎn)到B點(diǎn)的過(guò)程中彈簧彈力做的功，以及該過(guò)程中彈力關(guān)于位移x的平均值的大小；

②彈簧振子的周期公式為，求從O點(diǎn)到B點(diǎn)的過(guò)程中彈簧彈力的沖量以及該過(guò)程中彈力關(guān)于時(shí)間t的平均值的大小；

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】地面上方足夠高處有一點(diǎn)P，質(zhì)量為0.5kg的帶負(fù)電小球從P點(diǎn)由靜止自由落下，在2s末加上足夠大豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)，再經(jīng)過(guò)2小球又回到P點(diǎn)。不計(jì)空氣阻力，取g=10m/s2，則下列說(shuō)法正確的是

A. 從P點(diǎn)到最低點(diǎn)小球重力勢(shì)能減少了400/3J

B. 從加電場(chǎng)開始到小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)，小球動(dòng)能變化了－100J

C. 整個(gè)過(guò)程中小球速度變化量的大小為20m/s

D. 整個(gè)過(guò)程中小球電勢(shì)能減少了400J

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，圓筒形導(dǎo)熱氣缸分上下兩部分，下面部分A的截面積是上面部分B的截面積的兩倍，A的高度為L。初始時(shí)活塞剛好在A與B交界處使A中封閉有一定量的理想氣體，B與大氣相連，距離氣缸底部2L處有卡環(huán)，能限制活塞移動(dòng)。已知大氣壓強(qiáng)為P0，活塞質(zhì)量為M，現(xiàn)把氣缸倒置過(guò)來(lái)。求穩(wěn)定后A中氣體的壓強(qiáng)是多大?(重力加速度為g，不計(jì)活塞與氣缸之間的摩擦)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，開口向上豎直放置的內(nèi)壁光滑氣缸，其側(cè)壁是絕熱的，底部導(dǎo)熱，內(nèi)有兩個(gè)質(zhì)量均為m的密閉活塞，活塞A導(dǎo)熱，活塞B絕熱，將缸內(nèi)理想氣體分成Ⅰ、Ⅱ兩部分。初狀態(tài)整個(gè)裝置靜止不動(dòng)且處于平衡狀態(tài)，Ⅰ、Ⅱ兩部分氣體的高度均為l0，溫度為T0。設(shè)外界大氣壓強(qiáng)為p0保持不變，活塞橫截面積為S，且mg=p0S，環(huán)境溫度保持不變。在活塞A上逐漸添加鐵砂，當(dāng)鐵砂質(zhì)量等于2m時(shí)，兩活塞在某位置重新處于平衡，求：

①活塞B向下移動(dòng)的距離；

②接①問(wèn)，現(xiàn)在若將活塞A用銷子固定，保持氣室Ⅰ的溫度不變，要使氣室Ⅱ中氣體的體積恢復(fù)原來(lái)的大小，則此時(shí)氣室Ⅱ內(nèi)氣體的溫度。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】在同一水平面中的光滑平行導(dǎo)軌P、Q相距L=1m，導(dǎo)軌左端接有如圖所示的電路．其中水平放置的平行板電容器兩極板M、N間距離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=1T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)豎直穿過(guò)導(dǎo)軌平面，當(dāng)金屬棒ab沿導(dǎo)軌向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，懸浮于電容器兩極板之間，質(zhì)量m=1×10﹣14kg，帶電量q=﹣1×10﹣14C的微粒恰好靜止不動(dòng)．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）勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向；

（2）ab兩端的路端電壓；

（3）金屬棒ab運(yùn)動(dòng)的速度．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖甲，介質(zhì)中兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)A和B的平衡位置距波源O的距離分別為1m和5m。圖乙是波源做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)圖像。波源振動(dòng)形成的機(jī)械橫波可沿圖甲中x軸傳播。已知t＝5s時(shí)刻，A質(zhì)點(diǎn)第一次運(yùn)動(dòng)到y軸負(fù)方向最大位移處。下列判斷正確的是____

A．A質(zhì)點(diǎn)的起振方向向上

B．該列機(jī)械波的波速為0.2m/s

C．該列機(jī)械波的波長(zhǎng)為2m

D．t＝11.5s時(shí)刻，B質(zhì)點(diǎn)的速度方向沿y軸正方向

E．若將波源移至x＝3m處，則A、B兩質(zhì)點(diǎn)同時(shí)開始振動(dòng)，且振動(dòng)情況完全相同

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】在如圖所示的坐標(biāo)系中，弧是以B點(diǎn)為圓心、BA為半徑的一段圓弧，OB=L，OC=2L。D為OC的中點(diǎn)，E是過(guò)BD點(diǎn)的直線與AC弧的交點(diǎn)，在D點(diǎn)固定一電荷量為Q的帶正電的點(diǎn)電荷，已知靜電力常量為k，下列說(shuō)法正確的是（ ）

A. 弧AC上各點(diǎn)的電勢(shì)為

B. 弧AC上E點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小為

C. 弧AC上還有一點(diǎn)與C的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等

D. 電子從A點(diǎn)沿著圓弧運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)，電勢(shì)能先增加后減小

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】水面上一點(diǎn)O上下振動(dòng)，振幅為0.2 m，以O點(diǎn)為圓心形成圓形水波，如圖所示， A、B、O三點(diǎn)在一條直線上，OA間距離為4.0 m，OB間距離為2.4 m.某時(shí)刻O點(diǎn)處在波峰位置.觀察發(fā)現(xiàn)2s后此波峰傳到A點(diǎn)，此時(shí)，O點(diǎn)正通過(guò)平衡位置向下運(yùn)動(dòng)，OA間還有一個(gè)波峰.將水波近似為簡(jiǎn)諧波.

①求此水波的傳播速度、周期和波長(zhǎng).

②以O點(diǎn)處在波峰位置為0時(shí)刻，某同學(xué)打算根據(jù)OB間距離與波長(zhǎng)的關(guān)系確定B點(diǎn)在0時(shí)刻的振動(dòng)情況.畫出B點(diǎn)振動(dòng)圖象；若不可行，請(qǐng)給出正確思路并畫出B點(diǎn)的振動(dòng)圖象.

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