【題目】如圖所示, AB、CD是兩根足夠長(zhǎng)的固定平行金屬導(dǎo)軌, 兩導(dǎo)軌間的距離為L, 導(dǎo)軌平面與水平面的夾角是θ, 在整個(gè)導(dǎo)軌平面內(nèi)都有垂直于導(dǎo)軌平面斜面向上方的勻強(qiáng)磁場(chǎng), 磁感應(yīng)強(qiáng)度為B. 在導(dǎo)軌的AC端連接一個(gè)阻值為R的電阻,導(dǎo)軌的電阻不計(jì).一根垂直于導(dǎo)軌放置的金屬棒ab, 電阻為r 質(zhì)量為m, 從靜止開始沿導(dǎo)軌下滑, 下滑高度為H時(shí)達(dá)到最大速度。不計(jì)摩擦，求在此過(guò)程中：

（1）ab 棒的最大速度

（2）通過(guò)電阻R的熱量

（3）通過(guò)電阻R的電量

【答案】（1） （2） （3）

【解析】

（1）金屬棒下滑時(shí)切割磁感線運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，產(chǎn)生感應(yīng)電流，受到沿斜面向上的安培力，做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)加速度為0時(shí)，速度最大．
（2）下滑過(guò)程中，重力勢(shì)能減小，動(dòng)能增加，內(nèi)能增加，根據(jù)能量守恒求出整個(gè)電路產(chǎn)生的熱量，從而求出電阻R上產(chǎn)生的熱量．
（3）電量，求出磁通量的變化量，即可求出通過(guò)電阻R的電量．

（1）金屬棒向下做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)加速度a=0時(shí)，速度達(dá)到最大．
有mgsinθ=FA
FA=BIL

聯(lián)立三式得，mgsinθ=，
所以 ．
（2）根據(jù)能量守恒得：mgH=mvm2+Q總
所以整個(gè)回路產(chǎn)生的熱量Q總＝mgHmvm2
則通過(guò)電阻R的熱量

（3）下滑高度為H的過(guò)程中磁通量的增加量為△Φ=．
通過(guò)電阻R的電量 ．

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】如圖所示，R1、R2為定值電阻，L為小燈泡，R3為光敏電阻，當(dāng)照射光強(qiáng)度增大時(shí)（ ）

A. 電壓表的示數(shù)增大

B. R2中電流增大

C. 小燈泡的功率增大

D. 電路的路端電壓增大

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖甲所示為一交變電壓隨時(shí)間變化的圖像，每個(gè)周期內(nèi)，前二分之一周期電壓恒定，后二分之一周期電壓按正弦規(guī)律變化。若將此交流電連接成如圖乙所示的電路，電阻R阻值為100 Ω，則

A. 理想電流表讀數(shù)為0.75 A

B. 理想電壓表讀數(shù)為100 V

C. 電阻R消耗的電功率為56 W

D. 電阻R在100秒內(nèi)產(chǎn)生的熱量為5 625 J

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，固定的絕緣斜面處于沿水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，一帶電金屬塊由靜止開始沿斜面滑道底端，其運(yùn)動(dòng)軌跡和勻強(qiáng)電場(chǎng)均在紙面內(nèi)，已知在金屬塊下滑的過(guò)程中動(dòng)能增加了0.7J，金屬塊克服摩擦力做功0.3J，重力做功1.2J，則以下判斷不正確的是

A. 金屬塊一定帶正電荷

B. 金屬塊克服電場(chǎng)力做功0.2J

C. 金屬塊的機(jī)械能減少1.2J

D. 金屬塊的重力勢(shì)能和電勢(shì)能之和減少1.0J

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】發(fā)電機(jī)的輸出電壓為220V，輸出功率為44KW，輸電線電阻為0.4Ω

（1）求用戶得到的電壓和電功率各是多少？

（2）如果發(fā)電站先用變壓比為1∶10的升壓變壓器將電壓升高，經(jīng)同樣輸電線路后，再經(jīng)過(guò)10∶1的降壓變壓器降壓后供給用戶，則用戶得到的電壓和電功率又各是多少？

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖顯示了在外加勻強(qiáng)電場(chǎng)E0的情況下，無(wú)窮大導(dǎo)體板中靜電平衡的建立過(guò)程。下列說(shuō)法正確的是（ ）

A. 圖甲、圖乙顯示：導(dǎo)體內(nèi)部帶負(fù)電的電子在電場(chǎng)力作用下運(yùn)動(dòng)，而帶正電的離子不受電場(chǎng)力作用

B. 圖丙中，導(dǎo)體內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零，但電勢(shì)不一定是零

C. 圖丙中，導(dǎo)體AB表面的電勢(shì)低于CD表面的電勢(shì)

D. 圖丙中，導(dǎo)體AB表面感應(yīng)電荷將在導(dǎo)體內(nèi)部產(chǎn)生一個(gè)水平向左的電場(chǎng)，大小也為E0

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】半導(dǎo)體內(nèi)導(dǎo)電的粒子—“載流子”有兩種：自由電子和空穴（空穴可視為能自由移動(dòng)帶正電的粒子），以自由電子導(dǎo)電為主的半導(dǎo)體叫N型半導(dǎo)體，以空穴導(dǎo)電為主的半導(dǎo)體叫P型半導(dǎo)體。圖為檢驗(yàn)半導(dǎo)體材料的類型和對(duì)材料性能進(jìn)行測(cè)試的原理圖，圖中一塊長(zhǎng)為a、寬為b、厚為c的半導(dǎo)體樣品板放在沿y軸正方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。當(dāng)有大小為I、沿x軸正方向的恒定電流通過(guò)樣品板時(shí)，會(huì)在與z軸垂直的兩個(gè)側(cè)面之間產(chǎn)生霍爾電勢(shì)差UH，霍爾電勢(shì)差大小滿足關(guān)系，其中k為材料的霍爾系數(shù)。若每個(gè)載流子所帶電量的絕對(duì)值為e，下列說(shuō)法中正確的是（ ）

A. 如果上表面電勢(shì)高，則該半導(dǎo)體為P型半導(dǎo)體

B. 霍爾系數(shù)越大的材料，其內(nèi)部單位體積內(nèi)的載流子數(shù)目越多

C. 若將磁場(chǎng)方向改為沿z軸正方向，則在垂直y軸的兩個(gè)側(cè)面間會(huì)產(chǎn)生的霍爾電勢(shì)差變小。

D. 若將電流方向改為沿z軸正方向，則在垂直x軸的兩個(gè)側(cè)面間會(huì)產(chǎn)生的霍爾電勢(shì)差變大。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖甲所示，在與水平方向成θ角的傾斜光滑導(dǎo)軌上，水平放置一根質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒ab，導(dǎo)軌下端與一電源和定值電阻相連，電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻、定值電阻的阻值均未知。整個(gè)裝置放在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小也未知。已知導(dǎo)軌寬度為L，重力加速度為g。

（1）若斷開電鍵k，將導(dǎo)體棒由靜止釋放，經(jīng)過(guò)時(shí)間t，導(dǎo)體棒沿斜面下滑的距離是多少？

（2）若閉合電鍵k，導(dǎo)體棒ab恰好在導(dǎo)軌上保持靜止。由b向a方向看到的平面圖如圖乙所示，請(qǐng)?jiān)诖藞D中畫出此時(shí)導(dǎo)體棒的受力圖，并求出導(dǎo)體棒所受的安培力的大小。

（3）若閉合電鍵k，導(dǎo)體棒ab靜止在導(dǎo)軌上，對(duì)導(dǎo)體棒ab的內(nèi)部做進(jìn)一步設(shè)導(dǎo)體棒單位體積內(nèi)有n個(gè)自由電子，電子電荷量為e，自由電子定向移動(dòng)的平均速率為v，導(dǎo)體棒的粗細(xì)均勻，橫截面積為S。

a．請(qǐng)結(jié)合第（2）問(wèn)的結(jié)論和題目中所給的已知量，推理得出每個(gè)電子受到的磁場(chǎng)力是多大？

b．將導(dǎo)體棒中電流與導(dǎo)體棒橫截面積的比值定義為電流密度，其大小用j表示，請(qǐng)利用電流的定義和電流密度的定義推導(dǎo)j的表達(dá)式。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖甲所示，一個(gè)匝數(shù)為n的圓形線圈(圖中只畫了2匝)，面積為S，線圈的電阻為R，在線圈外接一個(gè)阻值為R的電阻和一個(gè)理想電壓表，將線圈放入垂直線圈平面指向紙內(nèi)的磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化規(guī)律如圖乙所示，下列說(shuō)法正確的是：（ ）

A. 0～t1時(shí)間內(nèi)P端電勢(shì)高于Q端電勢(shì)

B. 0～t1時(shí)間內(nèi)電壓表的讀數(shù)為

C. t1～t2時(shí)間內(nèi)R上的電流為

D. t1～t2時(shí)間內(nèi)圓形線圈中感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案