如圖（a）所示，光滑的平行長(zhǎng)直金屬導(dǎo)軌置于水平面內(nèi)，間距為L、導(dǎo)軌左端接有阻值為R的電阻，質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒垂直跨接在導(dǎo)軌上。導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻均不計(jì)，且接觸良好。在導(dǎo)軌平面上有一矩形區(qū)域內(nèi)存在著豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。開始時(shí)，導(dǎo)體棒靜止于磁場(chǎng)區(qū)域的右端，當(dāng)磁場(chǎng)以速度v1勻速向右移動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體棒隨之開始運(yùn)動(dòng)，同時(shí)受到水平向左、大小為f的恒定阻力，并很快達(dá)到恒定速度，此時(shí)導(dǎo)體棒仍處于磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)。

⑴求導(dǎo)體棒所達(dá)到的恒定速度v2；

⑵為使導(dǎo)體棒能隨磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)，阻力最大不能超過多少？

⑶導(dǎo)體棒以恒定速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)克服阻力所做的功和電路中消耗的電功率各為多大？

⑷若t＝0時(shí)磁場(chǎng)由靜止開始水平向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過較短時(shí)間后，導(dǎo)體棒也做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，其v－t關(guān)系如圖（b）所示，已知在時(shí)刻t導(dǎo)體棒瞬時(shí)速度大小為vt，求導(dǎo)體棒做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大小。

 



解：⑴E＝BL（v1－v2）

I＝E/R

速度恒定時(shí)有：

可得：

⑵

⑶

⑷因?yàn)?i>

導(dǎo)體棒要做勻加速運(yùn)動(dòng)，必有v1－v2為常數(shù)，設(shè)為Dv，則：

則：

可解得：


練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：


一水平放置的圓盤繞豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng)，在圓盤上沿半徑開有一條寬度為2 mm的均勻狹縫。將激光器與傳感器上下對(duì)準(zhǔn)，使二者間連線與轉(zhuǎn)軸平行，分別置于；圓盤的上下兩側(cè)，且可以同步地沿圓盤半徑方向勻速移動(dòng)，激光器接收到一個(gè)激光信號(hào)，并將其輸入計(jì)算機(jī)，經(jīng)處理后畫出相應(yīng)圖線。圖（a）為該裝置示意圖，圖（b）為所接收的光信號(hào)隨時(shí)間變化的圖線，橫坐標(biāo)表示時(shí)間，縱坐標(biāo)表示接收到的激光信號(hào)強(qiáng)度，圖中Dt1＝1.0´10－3 s，Dt2＝0.8´10－3 s。

（1）利用圖（b）中的數(shù)據(jù)求1 s時(shí)圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度；

（2）說明激光器和傳感器沿半徑移動(dòng)的方向；

（3）求圖（b）中第三個(gè)激光信號(hào)的寬度Dt3。

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖甲所示,兩水平放置的平行金屬板C、D相距很近，上面分別開有小孔O和O＇，水平放置的平行金屬導(dǎo)軌P、Q與金屬板C、D接觸良好，且導(dǎo)軌處在B1=10T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，導(dǎo)軌間距L=0．5m,金屬棒AB緊貼著導(dǎo)軌沿平行導(dǎo)軌方向在磁場(chǎng)中做往復(fù)運(yùn)動(dòng),其速度圖象如圖乙．若規(guī)定向右運(yùn)動(dòng)的速度方向?yàn)檎?從t=0時(shí)刻開始,由C板小孔O處連續(xù)不斷以垂直于C板方向飄入質(zhì)量為m = 3．2×10-21kg、電量q = +1．6×10-19C的粒子(飄入的速度很小,可視為零)．在D板外側(cè)有以MN為邊界的足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B2=10T,MN與D相距,B1B2的方向如圖所示(粒子重力及相互作用不計(jì)),求：

(１)0～４．0s時(shí)間內(nèi)哪些時(shí)刻發(fā)射的粒子能穿過電場(chǎng)并飛出磁場(chǎng)邊界MN?

(２)粒子從邊界MN射出來的位置之間的最大距離為多少?

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖所示，間距為L的兩條足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌與水平面的夾角為θ，導(dǎo)軌光滑且電阻忽略不計(jì)．場(chǎng)強(qiáng)為B的條形勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向與導(dǎo)軌平面垂直，磁場(chǎng)區(qū)域的寬度為d1，間距為d2．兩根質(zhì)量均為m、有效電阻均為R的導(dǎo)體棒a和b放在導(dǎo)軌上，并與導(dǎo)軌垂直． (設(shè)重力加速度為g)

(1)若a進(jìn)入第2個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)，b以與a同樣的速度進(jìn)入第1個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域，求b穿過第1個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域過程中增加的動(dòng)能△Ek．

(2)若a進(jìn)入第2個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)，b恰好離開第1個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域；此后a離開第2個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)，b 又恰好進(jìn)入第2個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域．且a．b在任意一個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域或無磁場(chǎng)區(qū)域的運(yùn)動(dòng)時(shí)間均相．求b穿過第2個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域過程中，兩導(dǎo)體棒產(chǎn)生的總焦耳熱Q．

(3)對(duì)于第(2)問所述的運(yùn)動(dòng)情況，求a穿出第k個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)的速率

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖左所示，邊長(zhǎng)為l和L的矩形線框、互相垂直，彼此絕緣，可繞中心軸O1O2轉(zhuǎn)動(dòng)，將兩線框的始端并在一起接到滑環(huán)C，末端并在一起接到滑環(huán)D，C、D彼此絕緣.通過電刷跟C、D連接.線框處于磁鐵和圓柱形鐵芯之間的磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)邊緣中心的張角為45°，如圖右所示（圖中的圓表示圓柱形鐵芯，它使磁鐵和鐵芯之間的磁場(chǎng)沿半徑方向，如圖箭頭所示）.不論線框轉(zhuǎn)到磁場(chǎng)中的什么位置，磁場(chǎng)的方向總是沿著線框平面.磁場(chǎng)中長(zhǎng)為l的線框邊所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小恒為B，設(shè)線框和的電阻都是r，兩個(gè)線框以角速度ω逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，電阻R=2r.

   （1）求線框轉(zhuǎn)到圖右位置時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大��；

   （2）求轉(zhuǎn)動(dòng)過程中電阻R上的電壓最大值；

   （3）從線框進(jìn)入磁場(chǎng)開始時(shí)，作出0~T（T是線框轉(zhuǎn)動(dòng)周期）時(shí)間內(nèi)通過R的電流

        iR隨時(shí)間變化的圖象；

   （4）求外力驅(qū)動(dòng)兩線框轉(zhuǎn)動(dòng)一周所做的功。

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科目：高中物理 來源： 題型：


圖3－（甲）是證實(shí)玻爾關(guān)于原子內(nèi)部能量量子化的一種實(shí)驗(yàn)裝置的示意圖，從電子槍A射出的電子進(jìn)入充有氦氣的容器B中，在O點(diǎn)與氦原子核碰撞后進(jìn)入速度選擇器C，而氦原予則由低能級(jí)被激發(fā)到高能級(jí)．速度選擇器C由兩個(gè)同心圓弧電極P1和P2組成，電極間場(chǎng)強(qiáng)方向沿半徑方向．當(dāng)兩極間加電壓U時(shí)，只允許具有確定能量的電子通過，并進(jìn)入檢測(cè)裝置D，由檢測(cè)裝置D測(cè)出電了產(chǎn)生的電流I．改變電壓，同時(shí)測(cè)出I的數(shù)值，就可以確定碰撞后進(jìn)入速度選擇器的電子能量分布．為研究方便：①忽略電子重力；②設(shè)電子與原子碰撞前原子靜止，原子質(zhì)量比電子大得多，碰撞后原子雖被稍微移動(dòng)但仍可忽略電子的這一能量損失，即假設(shè)碰撞后原子仍不動(dòng)；③當(dāng)電子與原子做彈性碰撞時(shí)，電子損失的動(dòng)能傳給原子，使原子內(nèi)部能量增加．

⑴設(shè)速度選擇器兩端電壓為UV時(shí)，允許通過的電子動(dòng)能為EleV．試寫出EleV與UV的關(guān)系式．設(shè)通過速度選擇器的電子軌跡半徑r＝2m，電極P1與P2的間隔d＝0.1m，兩極間場(chǎng)強(qiáng)的大小處處相等．

⑵如果電子槍射出的電予動(dòng)能Ek＝50eV，改變P1與P2之間的電壓U，測(cè)得電流I，得到U－I圖線如圖3－（乙）所示．圖線表明當(dāng)電壓U分別為5.00V、2.88V、2.72V、2.64V時(shí)，電流出現(xiàn)峰值．試說明U＝5.00V與U＝2.88V時(shí)，電子和氦原子碰撞時(shí)電子能量的變化情況．求出氦原子三個(gè)激發(fā)態(tài)的能級(jí)En，設(shè)基態(tài)能量E1＝0。                                   圖3

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖，長(zhǎng)為L的粗糙長(zhǎng)木板水平放置，在木板的A端放置一個(gè)質(zhì)量為m的小物塊�，F(xiàn)緩慢抬高A端，使木板以左端為軸轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)木板轉(zhuǎn)到與水平面的夾角為α時(shí)，小物塊開始滑動(dòng)，此時(shí)停止轉(zhuǎn)動(dòng)木板，讓小物塊滑到底端。取重力加速度為g。下列說法正確的是（     ）

（A）整個(gè)過程支持力對(duì)物塊做功為零

（B）整個(gè)過程支持力對(duì)物塊做功為mgLsinα

（C）整個(gè)過程木板對(duì)物塊做功為零

（D）整個(gè)過程木板對(duì)物塊做功大于物塊機(jī)械能的增量

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科目：高中物理 來源： 題型：


用一根橫截面積為S、電阻率為ρ的硬質(zhì)導(dǎo)線做成一個(gè)半徑為r的圓環(huán)，ab為圓環(huán)的直徑。如圖所示，在ab的左側(cè)存在一個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)垂直圓環(huán)所在平面，方向如圖，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時(shí)間的變化率（k<0），則

A．圓環(huán)具有擴(kuò)張的趨勢(shì)

B．圓環(huán)中產(chǎn)生逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流

C．圓環(huán)中感應(yīng)電流的大小為krS/2ρ

D．圖中a、b兩點(diǎn)之間的電勢(shì)差

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖（a）所示，A、B為釘在光滑水平面上的兩根鐵釘，小球C用細(xì)繩拴在鐵釘B上（細(xì)繩能承受足夠大的拉力），A、B、C在同一直線上。t=0時(shí)，給小球一個(gè)垂直于繩的速度，使小球繞著兩根鐵釘在水平面上做圓周運(yùn)動(dòng)。在0≤t≤10s時(shí)間內(nèi)，細(xì)繩的拉力隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖（b）所示，則下列說法中正確的有（     ）

A．兩釘子間的距離為繩長(zhǎng)的1/6

B．t=10.5s時(shí)細(xì)繩拉力的大小為6N

C．t=14s時(shí)細(xì)繩拉力的大小為10N

D．細(xì)繩第三次碰釘子到第四次碰釘子的時(shí)間間隔為3s

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