【題目】如圖甲所示，電阻不計(jì)的光滑平行金屬導(dǎo)軌相距L = 0.5m，上端連接R=0.5Ω的電阻，下端連著電阻不計(jì)的金屬卡環(huán)，導(dǎo)軌與水平面的夾角θ=300，導(dǎo)軌間虛線(xiàn)區(qū)域存在方向垂直導(dǎo)軌平面向上的磁場(chǎng)，其上、下邊界之間的距離s = 10m，磁感應(yīng)強(qiáng) 度B-t圖如圖乙所示.長(zhǎng)為L(zhǎng)且質(zhì)量為m= 0.5kg的金屬棒ab的電阻不計(jì)，垂直導(dǎo) 軌放置于距離磁場(chǎng)上邊界d = 2.5m處，在t= 0時(shí)刻由靜止釋放，棒與導(dǎo)軌始終接觸良好，滑至導(dǎo)軌底端被環(huán)卡住不動(dòng)g取10m/s2，求：

(1)棒運(yùn)動(dòng)到磁場(chǎng)上邊界的時(shí)間；

(2)棒進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)受到的安培力；

(3)在0-5s時(shí)間內(nèi)電路中產(chǎn)生的焦耳熱.

【答案】t=1s；F安=2.5N； Q=75J

【解析】（1）棒從靜止釋放到剛進(jìn)磁場(chǎng)的過(guò)程中做勻加速運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律得：
mgsinθ=ma
得：a=gsinθ=5m/s2
由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式：d=at2得：

（2）棒剛進(jìn)磁場(chǎng)時(shí)的速度v=at=5m/s
由法拉第電磁感應(yīng)定律：E=BLv
而 、F安=BIL
得：安培力F安= =2.5N
（3）因?yàn)镕安=mgsinθ=2.5N，所以金屬棒進(jìn)入磁場(chǎng)后做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)至導(dǎo)軌底端的時(shí)間為：

由圖可知，棒被卡住1s后磁場(chǎng)才開(kāi)始均勻變化，且

由法拉第電磁感應(yīng)定律：

所以在0-5s時(shí)間內(nèi)電路中產(chǎn)生的焦耳熱為：Q=Q1+Q2
而Q1= t1=25J，Q2=t2=50J
所以Q=75J

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，傾角為30°的斜面固定在水平地面上，兩根相同的光滑細(xì)釘（大小不計(jì)）垂直斜面對(duì)稱(chēng)固定在斜面底邊中垂線(xiàn)的兩側(cè)，相距l，將一遵循胡克定律、勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈性繩套套在兩個(gè)細(xì)釘上時(shí)，彈性繩恰好處于自然伸長(zhǎng)狀態(tài)．現(xiàn)將一物塊通過(guò)光滑輕質(zhì)掛鉤掛在繩上并置于斜面上的A位置，物塊在沿斜面向下的外力作用下才能緩慢沿向下移動(dòng)．當(dāng)物塊運(yùn)動(dòng)至B位置時(shí)撤去外力，物塊處于靜止?fàn)顟B(tài)。已知，輕繩始終與斜面平行，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，則下列說(shuō)法中正確的是

A. 在移動(dòng)物塊的過(guò)程中，斜面對(duì)物體的作用力保持不變

B. 物塊到達(dá)B位置時(shí)，彈性繩的張力大小為

C. 撤去外力后，物塊在B位置受到的摩擦力可能大于

D. 物體從A位置到達(dá)B位置的過(guò)程中，物塊與彈性繩系統(tǒng)機(jī)械能守恒

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，裝甲車(chē)在水平地面上以速度v0＝20 m/s沿直線(xiàn)前進(jìn)，車(chē)上機(jī)槍的槍管水平，距地面高為h＝1.8 m。在車(chē)正前方豎直立一塊高為兩米的長(zhǎng)方形靶，其底邊與地面接觸。槍口與靶距離為L時(shí)，機(jī)槍手正對(duì)靶射出第一發(fā)子彈，子彈相對(duì)于槍口的初速度為v＝800 m/s。在子彈射出的同時(shí)，裝甲車(chē)開(kāi)始勻減速運(yùn)動(dòng)，行進(jìn)s＝90 m后停下。裝甲車(chē)停下后，機(jī)槍手以相同方式射出第二發(fā)子彈。(不計(jì)空氣阻力，子彈看成質(zhì)點(diǎn)，重力加速度g＝10 m/s2)

(1)求裝甲車(chē)勻減速運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大小；

(2)當(dāng)L＝410 m時(shí)，求第一發(fā)子彈的彈孔離地的高度，并計(jì)算靶上兩個(gè)彈孔之間的距離；

(3)若靶上只有一個(gè)彈孔，求L的范圍。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，初速為零的電子經(jīng)電壓U1加速后，垂直進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)偏轉(zhuǎn)，離開(kāi)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)側(cè)向位移是y，偏轉(zhuǎn)板間距離為d，偏轉(zhuǎn)電壓為U2，板長(zhǎng)為l。為了提高偏轉(zhuǎn)靈敏度（每單位偏轉(zhuǎn)電壓引起的側(cè)向位移即y/U2），可采用下面哪些辦法

A. 增大偏轉(zhuǎn)電壓U2

B. 增大板長(zhǎng)l

C. 減小板間距離d

D. 增大加速電壓U1

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖為兩個(gè)點(diǎn)電荷在真空中所產(chǎn)生電場(chǎng)的電場(chǎng)線(xiàn)（方向未標(biāo)出）。圖中C點(diǎn)為兩點(diǎn)電荷連線(xiàn)的中點(diǎn)，MN為兩點(diǎn)電荷連線(xiàn)的中垂線(xiàn)，D為中垂線(xiàn)上的一點(diǎn)，電場(chǎng)線(xiàn)的分布關(guān)于MN左右對(duì)稱(chēng)。則下列說(shuō)法中正確的是

A. 這兩點(diǎn)電荷一定是等量異種電荷

B. 這兩點(diǎn)電荷一定是等量同種電荷

C. D、C兩點(diǎn)的電勢(shì)一定相等

D. C點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度比D點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度小

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】在如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置中，極板接地，平行板電容器的極板與一個(gè)靈敏的靜電計(jì)相接．將極板向左移動(dòng)，增大電容器兩極板間的距離時(shí)，電容器所帶的電量，電容，兩極間的電壓，電容器兩極板間的場(chǎng)強(qiáng)的變化情況是（ ）

A. 變小，不變，不變，變小

B. 變小，變小，不變，不變

C. 不變，變小，變大，不變

D. 不變，變小，變大，在小

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，在豎直平面內(nèi)有兩根平行金屬導(dǎo)軌，上端與電阻R相連，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直導(dǎo)軌平面．一質(zhì)量為m的金屬棒以初速度v0沿導(dǎo)軌豎直向上運(yùn)動(dòng)，上升到某一高度后又返回到原處，整個(gè)過(guò)程金屬棒與導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)軌與棒的電阻不計(jì)．下列說(shuō)法正確的是（ ）

A. 回到出發(fā)點(diǎn)的速度v大于初速度v0

B. 通過(guò)R的最大電流上升過(guò)程小于下落過(guò)程

C. 電阻R上產(chǎn)生的熱量上升過(guò)程大于下落過(guò)程

D. 所用時(shí)間上升過(guò)程大于下落過(guò)程

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，MN和PQ為處于同一水平面內(nèi)的兩根平行的光滑金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌的電阻不計(jì)。垂直導(dǎo)軌放置一根電阻不變的導(dǎo)體棒ab，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好。N、Q端接理想變壓器的原線(xiàn)圈，理想變壓器的輸出端有三組副線(xiàn)圈，分別接電阻元件R和小燈泡、電感元件L(電阻不為零)和小燈泡、電容元件C和小燈泡。在水平金屬導(dǎo)軌之間加磁感應(yīng)強(qiáng)度方向豎直向下、大小隨時(shí)間均勻增加的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，則下列判斷正確的是

A. 若ab棒靜止，則a、b間沒(méi)有電流流過(guò)

B. 在ab棒向左勻速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，三個(gè)燈泡都亮

C. 在ab棒向左勻速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，燈泡1、2亮，3不亮

D. 在ab棒向左勻加速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，三個(gè)燈泡都亮

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，一固定的楔形木塊，其斜面足夠長(zhǎng)且傾角θ＝30°，另一邊與地面垂直，頂上有一定滑輪，一柔軟的細(xì)線(xiàn)跨過(guò)定滑輪，兩端分別與物塊A和B連接，A的質(zhì)量為4m，B的質(zhì)量為m，開(kāi)始時(shí)將B按在地面上不動(dòng)，然后放開(kāi)手，讓A沿斜面下滑而B上升，物體A與斜面間無(wú)摩擦。則當(dāng)A沿斜面下滑s距離后，細(xì)線(xiàn)突然蹦斷，則下面說(shuō)法正確的是

A. 物塊A在下滑過(guò)程中機(jī)械能守恒

B. 細(xì)線(xiàn)蹦斷之后物塊B做豎直上拋運(yùn)動(dòng)

C. 細(xì)線(xiàn)蹦斷前物塊A和B組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒

D. 細(xì)線(xiàn)斷開(kāi)時(shí)物塊B上升的速度大小為

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