【題目】如圖所示，足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌、傾斜放置，兩導(dǎo)軌間距離為，導(dǎo)軌平面與水平面間的夾角，所處的勻強(qiáng)磁場垂直于導(dǎo)軌平面向上，質(zhì)量為的金屬棒垂直于導(dǎo)軌放置，導(dǎo)軌和金屬棒接觸良好，不計(jì)導(dǎo)軌和金屬棒的電阻，重力加速度為。若在導(dǎo)軌的、兩端連接阻值的電阻，將金屬棒由靜止釋放，則在下滑的過程中，金屬棒沿導(dǎo)軌下滑的穩(wěn)定速度為，若在導(dǎo)軌、兩端將電阻改接成電容為的電容器，仍將金屬棒由靜止釋放，金屬棒下滑時(shí)間，此過程中電容器沒有被擊穿，求：

（1）勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為多少？

（2）金屬棒下滑秒末的速度是多大？

【答案】（1）（2）

【解析】

試題（1）若在M、P間接電阻R時(shí)，金屬棒先做變加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)加速度為零時(shí)做勻速運(yùn)動(dòng)，達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)．則感應(yīng)電動(dòng)勢，感應(yīng)電流，棒所受的安培力

聯(lián)立可得，由平衡條件可得，解得。

（2）若在導(dǎo)軌 M、P兩端將電阻R改接成電容為C的電容器，將金屬棒ab由靜止釋放，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，電容器充電，電路中有充電電流，ab棒受到安培力。

設(shè)棒下滑的速度大小為，經(jīng)歷的時(shí)間為

則電容器板間電壓為

此時(shí)電容器的帶電量為

設(shè)時(shí)間間隔△t時(shí)間內(nèi)流經(jīng)棒的電荷量為

則電路中電流，又，解得

根據(jù)牛頓第二定律得，解得

所以金屬棒做初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，末的速度。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，質(zhì)量為m2的小球固定在豎直輕彈簧上，彈簧勁度系數(shù)為k，輕彈簧固定在質(zhì)量為m1的底座上，整個(gè)裝置置于水平地面上，拉小球使彈簧伸長一定長度，釋放后小球?qū)⒃谪Q直方向上做簡諧運(yùn)動(dòng)。振動(dòng)過程中底座恰好不離開地面，已知重力加速度為g，則小球的最大加速度為____________；底座對地面的最大壓力大小為_____________；小球做簡諧振動(dòng)的振幅為__________。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某物理興趣小組利用圖甲所示裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮?/span>g。

(1)下列做法可減小實(shí)驗(yàn)誤差的是___________(填字母序號(hào))。

A．先松開紙帶后接通電源

B．用電火花計(jì)時(shí)器替代電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器

C．在鋁錘和鐵錘中，選擇鋁錘作為重錘

(2)在實(shí)驗(yàn)中，質(zhì)量為m的重錘自由下落，帶動(dòng)紙帶，紙帶上打出的一系列點(diǎn)，如圖乙所示，O是重錘剛下落時(shí)打下的點(diǎn)。已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的頻率為f，則從打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下O點(diǎn)到打下B點(diǎn)的過程中，重錘的重力勢能的減少量為___________，動(dòng)能的增加量為___________；若在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)滿足等式___________，則機(jī)械能守恒定律得到驗(yàn)證。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】加速器是當(dāng)代科研、醫(yī)療等領(lǐng)域必需的設(shè)備，如圖所示為回旋加速器的原理圖，其核心部分是兩個(gè)半徑均為的中空半圓金屬形盒，并處于垂直于盒底的磁感應(yīng)強(qiáng)度為的勻強(qiáng)磁場中。現(xiàn)接上電壓為的高頻交流電源后，狹縫中形成周期性變化的電場，使圓心處的帶電粒子在通過狹縫時(shí)都能得到加速。若不考慮相對論效應(yīng)、重力和在狹縫中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，下列說法正確的是（ ）

A. 高頻交流電周期是帶電粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)周期的2倍

B. 越大，帶電粒子最終射出形盒時(shí)的速度就越大

C. 帶電粒子在加速器中能獲得的最大動(dòng)能只與、有關(guān)

D. 若用該回旋加速器分別加速不同的帶電粒子，可能要調(diào)節(jié)交變電場的頻率

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某同學(xué)研究小燈泡的伏安特性，所使用的器材有：

小燈泡（額定電壓，額定電流）；

電壓表V（量程，內(nèi)阻）；

電流表A（量程，內(nèi)阻）；

固定電阻（阻值）；

滑動(dòng)變阻器（阻值）；

電源（電動(dòng)勢，內(nèi)阻不計(jì)）；

開關(guān)；導(dǎo)線若干。

① 實(shí)驗(yàn)要求能夠?qū)崿F(xiàn)在的內(nèi)對小燈泡的電壓進(jìn)行測量，畫出實(shí)驗(yàn)電路原理圖。

（____）

②實(shí)驗(yàn)測得該小燈泡伏安特性曲線如圖（a）所示。

由實(shí)驗(yàn)曲線可知，隨著電流的增加小燈泡的電阻_____（填“增大”“不變”或“減小”）。

③用另一電源（電動(dòng)勢，內(nèi)阻）和題給器材連接成圖（b）所示的電路，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的阻值，可以改變小燈泡的實(shí)際功率。閉合開關(guān)，在的變化范圍內(nèi)，小燈泡的最小功率為_____，最大功率為_____。（結(jié)果均保留2位小數(shù)）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，用"碰撞實(shí)驗(yàn)器"可以驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，即研究兩個(gè)小球在軌道水平部分碰撞前后的動(dòng)量關(guān)系：先安裝好實(shí)驗(yàn)裝置，在地上鋪一張白紙，白紙上鋪放復(fù)寫紙，記下重垂線所指的位置O。

接下來的實(shí)驗(yàn)步驟如下：

步驟1：不放小球2，讓小球1從斜槽上A點(diǎn)由靜止?jié)L下，并落在地面上。重復(fù)多次，用盡可能小的圓，把小球的所有落點(diǎn)圈在里面，其圓心就是小球落點(diǎn)的平均位置；

步驟2：把小球2放在斜槽前端邊緣位置B，讓小球1從A點(diǎn)由靜止?jié)L下，使它們碰撞．重復(fù)多次，并使用與步驟1同樣的方法分別標(biāo)出碰撞后兩小球落點(diǎn)的平均位置；

步驟3：用刻度尺分別測量三個(gè)落地點(diǎn)的平均位置M、P、N離O點(diǎn)的距離，即線段OM、OP、ON的長度。

①對于上述實(shí)驗(yàn)操作，下列說法正確的是________

A．小球1每次必須在斜槽上相同的位置從靜止?jié)L下

B．小球1可以在斜槽上不同的位置從靜止?jié)L下

C．斜槽軌道末端必須水平

D．斜槽軌道必須光滑

②若入射小球質(zhì)量為m1，半徑為r1；被碰小球質(zhì)量為m2，半徑為r2，則______

A.m1>m2，r1>r2

B. m1>m2，r1=r2

C. m1<m2，r1<r2

D.m1<m2，r1=r2

③上述實(shí)驗(yàn)除需測量線段OM、OP、ON的長度外，還需要測量的物理量有________．

A．A、B兩點(diǎn)間的高度差h1

B．B點(diǎn)離地面的高度h2

C．小球1和小球2的質(zhì)量m1、m2

D．小球1和小球2的半徑r1、r2

④當(dāng)所測物理量滿足表達(dá)式______________(用所測物理量的字母表示)時(shí)，即說明兩球碰撞遵守動(dòng)量守恒定律．如果還滿足表達(dá)式______________(用所測物理量的字母表示)時(shí)，即說明兩球碰撞時(shí)無機(jī)械能損失．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】電磁感應(yīng)的現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，給電磁的應(yīng)用開辟了廣闊的道路，其中發(fā)電機(jī)就是電磁感應(yīng)最重要的應(yīng)用成果之”。某種直流發(fā)電機(jī)的工作原理可以簡化為如圖所示的情景:在豎直向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，兩根光滑平行金屬軌道MN、PQ固定在水平面內(nèi)，相距為L，電阻不計(jì)，軌道端點(diǎn)MP間接有阻值為r的電阻。質(zhì)量為M、電阻為R的金屬導(dǎo)體棒ab垂直于MN、PQ放在軌道上，與軌道接觸良好，在水平向右的外力的作用下，以速度v(v均平行于MN)向右做勻速運(yùn)動(dòng)。求:

(1)導(dǎo)體棒ab中的感應(yīng)電動(dòng)勢是多大?通過電阻r的電流多大?

(2)a、b兩點(diǎn)間的電勢差是多大?a、b兩點(diǎn)哪一點(diǎn)的電勢高?

(3)在ab棒中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢的非靜電力是什么力?在圖中面出導(dǎo)體棒ab中自由電荷受到的非靜電力F的方向；

(4)整個(gè)回路在t時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生了多少熱量?這個(gè)熱量是如何產(chǎn)生的?試從功能轉(zhuǎn)化角度簡要分析；

(5)若加大外力，使得導(dǎo)體棒的速度從v變?yōu)?/span>2v,并測得導(dǎo)體棒加速運(yùn)動(dòng)過程中，電路產(chǎn)生的熱量為Q.求這個(gè)過程中，外力做了多少功?

(6)若導(dǎo)體棒速度達(dá)到2v后，立即撤去水平向右的外力，則導(dǎo)體棒ab將做什么運(yùn)動(dòng)?最終狀態(tài)是什么?從撤去外力到導(dǎo)體棒達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)的過程中，電阻上產(chǎn)生了多少熱?

(7)若將MP之間的電阻換成一個(gè)線圈電阻為r的直流電動(dòng)機(jī)，當(dāng)導(dǎo)體棒ab以速度向右做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，流過會(huì)屬棒的電流為,此時(shí)電動(dòng)機(jī)恰可在豎直方向勻速提升質(zhì)量為m的重物。若電動(dòng)機(jī)各部分間摩擦損耗可忽略不計(jì)，求此時(shí)重物豎直上升的速度.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】一輕質(zhì)彈簧上端系于天花板上，一端掛一質(zhì)量為m的小球，彈簧的勁度系數(shù)為k，將小球從彈簧為自由長度時(shí)的豎直位置放手后，小球做簡諧運(yùn)動(dòng)，則下列說法不正確的是（ ）

A. 小球做簡諧運(yùn)動(dòng)的恢復(fù)力大小為mg

B. 小球從放手運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)，下降的高度為2mg/k

C. 小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)的加速度大小為2g

D. 小球運(yùn)動(dòng)到平衡位置動(dòng)能大小為

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，A、B是相同的白熾燈，L是自感系數(shù)很大、電阻可忽略的自感線圈．下面說法正確的是（ ）

A. 閉合開關(guān)S時(shí)，A、B燈同時(shí)亮，且達(dá)到正常

B. 閉合開關(guān)S時(shí)，B燈比A燈先亮，最后一樣亮

C. 斷開開關(guān)S時(shí)，B燈立即滅，A燈慢慢熄滅

D. 斷開開關(guān)S時(shí)，A燈與B燈同時(shí)慢慢熄滅

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同步練習(xí)冊答案