如圖所示，長度都為L的兩金屬棒C、D兩端分別連接兩根輕質(zhì)的細(xì)軟導(dǎo)線，懸掛在水平固定光滑絕緣的圓柱體兩側(cè)，空間存在兩個邊界水平、上下高度都為d的兩個勻強(qiáng)磁場區(qū)域Ⅰ和Ⅱ，磁場方向與金屬棒及其兩端的豎直導(dǎo)線所確定的平面垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度均為B，C的質(zhì)量為2m，D的質(zhì)量為m，C、D的電阻都為R，導(dǎo)線電阻不計，讓兩金屬棒從靜止（軟導(dǎo)線棚緊）開始釋放，經(jīng)過一段時間，C剛進(jìn)入Ⅰ區(qū)磁場，而D尚未進(jìn)入Ⅱ區(qū)磁場，從此時開始直到D離開Ⅰ區(qū)磁場，C、D都做勻速直線運動。求：

⑴C進(jìn)入磁場之前，每根導(dǎo)線中的張力T

⑵釋放的位置，C離Ⅰ區(qū)磁場上邊緣的距離h

⑶全過程中產(chǎn)生的焦耳熱Q

⑷全過程中動過導(dǎo)線截面的電量q


解析：⑴對C：……………………………………①

  對D：…②

由①②解得：……………………………………③

             ………………………………………④

磁場中速度為v，則回路中電動勢：……⑤

                        回路中電流：………⑥

                        C棒所受安培力：…⑦

C進(jìn)入磁場前的過程：……………………………⑧

C在磁場中且D尚未進(jìn)入磁場時，由于都勻速運動，則：

        ……………………………………⑨

聯(lián)立④⑤⑥⑦⑧⑨解得：

（3）由題意得，兩磁場的間隔大小也為d

由能量轉(zhuǎn)化與守恒定律得 ：

(4)


練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：


地球和某行星在同一軌道平面內(nèi)同向繞太陽做勻速圓周運動。地球的軌道半徑為R=1.50×1011m，運轉(zhuǎn)周期為T=3.16×107s。地球和太陽中心的連線與地球和行星的連線所夾的角叫地球?qū)υ撔行堑挠^察視角（簡稱視角）。當(dāng)行星處于最大視角處時，是地球上的天文愛好者觀察該行星的最佳時期，如圖甲或圖乙所示，該行星的最大視角θ=14.5°。求：

（1）該行星的軌道半徑r和運轉(zhuǎn)周期T1（sin14.5°=0.25，最終計算結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）

（2）若已知地球和行星均為逆時針轉(zhuǎn)動，以圖甲和圖乙為初始位置，分別經(jīng)過多少時間能再次出現(xiàn)觀測行星的最佳時期。（最終結(jié)果用T、T1、θ 來表示）

     

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科目：高中物理 來源： 題型：


如下圖所示，空間存在著一個范圍足夠大的豎直向下的勻強(qiáng)磁場，磁場的磁感強(qiáng)度大小為B．邊長為l的正方形金屬框abcd（下簡稱方框）放在光滑的水平地面上，其外側(cè)套著一個與方框邊長相同的U型金屬框架MNPQ（僅有MN、NQ、QP三條邊，下簡稱U型框），U型框與方框之間接觸良好且無摩擦．兩個金屬框每條邊的質(zhì)量均為m，每條邊的電阻均為r．

　　     

（1）將方框固定不動，用力拉動U型框使它以速度垂直NQ邊向右勻速運動，當(dāng)U型框的MP端滑至方框的最右側(cè)（如圖乙所示）時，方框上的bd兩端的電勢差為多大?此時方框的熱功率為多大?

（2）若方框不固定，給U型框垂直NQ邊向右的初速度，如果U型框恰好不能與方框分離，則在這一過程中兩框架上產(chǎn)生的總熱量為多少?

（3）若方框不固定，給U型框垂直NQ邊向右的初速度v（），U型框最終將與方框分離．如果從U型框和方框不再接觸開始，經(jīng)過時間t后方框的最右側(cè)和U型框的最左側(cè)之間的距離為s．求兩金屬框分離后的速度各多大．

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖，光滑的平行金屬導(dǎo)軌水平放置，電阻不計，導(dǎo)軌間距為l，左側(cè)接一阻值為R的電阻。區(qū)域cdef內(nèi)存在垂直軌道平面向下的有界勻強(qiáng)磁場，磁場寬度為s。一質(zhì)量為m，電阻為r的金屬棒MN置于導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，受到F＝0.5v＋0.4（N）（v為金屬棒運動速度）的水平力作用，從磁場的左邊界由靜止開始運動，測得電阻兩端電壓隨時間均勻增大。（已知l＝1m，m＝1kg，R＝0.3W，r＝0.2W，s＝1m）

（1）分析并說明該金屬棒在磁場中做何種運動；

（2）求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小；

（3）若撤去外力后棒的速度v隨位移x的變化規(guī)律滿足v＝v0－x，且棒在運動到ef處時恰好靜止，則外力F作用的時間為多少？

（4）若在棒未出磁場區(qū)域時撤去外力，畫出棒在整個運動過程中速度隨位移的變化所對應(yīng)的各種可能的圖線。

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科目：高中物理 來源： 題型：


磁流體推進(jìn)船的動力來源于電流與磁場間的相互作用。圖1是平靜海面上某實驗船的示意圖，磁流體推進(jìn)器由磁體、電極和矩形通道（簡稱通道）組成。

如圖2所示，通道尺寸、、。工作時，在通道內(nèi)沿z軸正方向加的勻強(qiáng)磁場；沿x軸負(fù)方向加勻強(qiáng)電場，使兩金屬板間的電壓；海水沿y軸方向流過通道。已知海水的電阻率

（1）船靜止時，求電源接通瞬間推進(jìn)器對海水推力的大小和方向；

（2）船以的速度勻速前進(jìn)。若以船為參照物，海水以的速率涌入進(jìn)水口，由于通道的截面積小于進(jìn)水口的截面積，在通道內(nèi)海水速率增加到。求此時兩金屬板間的感應(yīng)電動勢U感；

（3）船行駛時，通道中海水兩側(cè)的電壓按U感計算，海水受到電磁力的80%可以轉(zhuǎn)化為對船的推力。當(dāng)船以的速度勻速前進(jìn)時，求海水推力的功率。

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖所示，一長為L的薄壁玻璃管放置在水平面上，在玻璃管的a端放置一個直徑比玻璃管直徑略小的小球，小球帶電荷量為-q、質(zhì)量為m。玻璃管右邊的空間存在方向豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場。磁場的左邊界與玻璃管平行，右邊界足夠遠(yuǎn)。玻璃管帶著小球以水平速度v0垂直于左邊界向右運動，由于水平外力的作用，玻璃管進(jìn)入磁場后速度保持不變，經(jīng)一段時間后小球從玻璃管b端滑出并能在水平面內(nèi)自由運動，最后從左邊界飛離磁場。設(shè)運動過程中小球的電荷量保持不變，不計一切阻力。求：

(1) 小球從玻璃管b端滑出時速度的大��；

(2) 從玻璃管進(jìn)入磁場至小球從b端滑出的過程中，外力F隨時間t變化的關(guān)系；

(3) 小球飛離磁場時速度的方向。

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科目：高中物理 來源： 題型：


當(dāng)小車向右做勻加速運動時，兩個小球的受力情況（     ）

（A）A球受3個力作用，B球受2個力作用 

（B）A球受2個力作用，B球受3個力作用

（C）A球受3個力作用，B球受3個力作用 

（D）A球受2個力作用，B球受2個力作用

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖甲所示的電路中，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為10:1，副線圈接有電壓表、光敏電阻R(其阻值隨光強(qiáng)增大而減小)、“12V、6W”的小燈泡D。電流表、電壓表均為理想電表。原線圈接入如圖乙所示的正弦交流電壓u，下列說法正確的是

A．電壓u的頻率為100 Hz

B．電壓表的示數(shù)為22V

C．照射R的光變?nèi)鯐r，電流表的示數(shù)變大

D．調(diào)節(jié)照射R的光強(qiáng)度，可以使燈泡D正常發(fā)光

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖所示，長為R的輕桿，一端固定有一質(zhì)量為m的小球，另一端連接在光滑轉(zhuǎn)軸O上，使小球在豎直平面內(nèi)做圓周運動，小球在最高點時（  ）

A.小球的最小速度v最小=

B.小球所需的向心力隨此時速度v增加而變大

C.桿對球的作用力隨此時的速度v增加而變大

D.桿對球的作用力方向可能與球的重力方向相反

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