【題目】如圖，兩根電阻不計(jì)的平行光滑金屬導(dǎo)軌相距L=0.5m水平放置，一端與阻值R=0.3Ω的電阻相連。導(dǎo)軌x＞0一側(cè)存在沿x方向變化的穩(wěn)恒磁場(chǎng)，其方向與導(dǎo)軌平面垂直，x=0處磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B0=1T。一根質(zhì)量m=0.1kg、電阻r=0.1Ω的金屬棒垂直置于導(dǎo)軌上。棒在外力作用下從x=0處以初速度v0=2m/s沿導(dǎo)軌向右運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中速度v與位移x滿足關(guān)系，通過(guò)電阻的電流保持不變。求：

（1）金屬棒運(yùn)動(dòng)過(guò)程中通過(guò)電阻R的電流；

（2）導(dǎo)軌x＞0一側(cè)磁感應(yīng)強(qiáng)度Bx隨x變化關(guān)系；

（3）金屬棒從x=0運(yùn)動(dòng)到x=2m過(guò)程中外力的平均功率。

【答案】（1）2.5A

（2）

（3）2.41W

【解析】

試題（1）開(kāi)始時(shí)棒產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為：E=B0Lv0=1×0.5×2=1V

由閉合電路歐姆定律得回路中的感應(yīng)電流為：

（2）由通過(guò)電阻的電流保持不變，可知金屬棒切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)始終相等，所以有：B0Lv0=BxLvx，

解得：

（3）金屬棒在x處所受安培力的大小為：F=BxIL=（x+1）IL=1.25+1.25x

由于安培力與x成線性變化，所以在x=0到x=2m過(guò)程中克服安培力做功為：

克服安培力做功等于在此過(guò)程中回路中產(chǎn)生的熱量：Q=W=5J

因此電阻R上產(chǎn)生的熱量：

設(shè)x=0到x=2m過(guò)程外力的平均功率為，x=2m時(shí)金屬棒的速度為：

通過(guò)電阻的電流保持不變，有：QR＝I2Rt

因此x=0到x=2m過(guò)程用時(shí)：

由動(dòng)能定理有：

因此

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】利用如圖所示的電路測(cè)量一個(gè)滿偏電流為300μA，內(nèi)阻rg約為幾十到幾百歐姆的電流表的內(nèi)阻值，有如下的主要實(shí)驗(yàn)器材可供選擇：

A．滑動(dòng)變阻器（最大阻值10kΩ）

B．滑動(dòng)變阻器（最大阻值30kΩ）

C．電源（電動(dòng)勢(shì)8V，內(nèi)阻不計(jì)）

D．電源（電動(dòng)勢(shì)3V，內(nèi)阻不計(jì)）

(1)為了使測(cè)量盡量精確，在上述可供選擇的器材中，滑動(dòng)變阻器R應(yīng)選用_____，電源E應(yīng)選用_____。（選填器材前面的字母序號(hào)）

(2)實(shí)驗(yàn)時(shí)要進(jìn)行的主要步驟有：

A．?dāng)嚅_(kāi)S2，調(diào)節(jié)R使其接入電路的阻值_______（填“最大”或“最小”），閉合S1

B．調(diào)節(jié)R的阻值，使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度

C．閉合S2

D．調(diào)節(jié)電阻箱R′的阻值，使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的三分之一

E．記下此時(shí)R′的阻值為100.3Ω，則待測(cè)電流表的內(nèi)阻rg的測(cè)量值為_____Ω.

(3)請(qǐng)?zhí)岢鲆粭l提高本實(shí)驗(yàn)精確度的方法_____________________.

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】兩個(gè)相鄰的區(qū)域內(nèi)存在如圖所示的磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小都為B，方向相反且垂直紙面．一寬為l的N匝長(zhǎng)方形閉合導(dǎo)線回路abcd，在紙面內(nèi)以恒定速度v0向右運(yùn)動(dòng)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)到圖示位置時(shí)

A. 穿過(guò)回路磁通量為零

B. 回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為NBlv0

C. 回路中感應(yīng)電流的方向?yàn)?/span>a→b→c→d方向

D. 回路中ab邊與cd邊所受安培力方向相同

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】把一根柔軟的螺旋形彈簧豎直懸掛起來(lái)，使它的下端剛好跟杯里的水銀面相接觸，并使它組成如圖所示的電路圖。當(dāng)開(kāi)關(guān)S接通后，將看到的現(xiàn)象是（ ）

A. 彈簧向上收縮

B. 彈簧被拉長(zhǎng)

C. 彈簧上下跳動(dòng)

D. 彈簧仍靜止不動(dòng)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，A、B球的質(zhì)量相等，彈簧的質(zhì)量不計(jì)，傾角為θ的斜面光滑，系統(tǒng)靜止時(shí)，彈簧與細(xì)線均平行于斜面，在細(xì)線被燒斷的瞬間下列說(shuō)法正確的是（　　）

A. 兩個(gè)小球的瞬時(shí)加速度均沿斜面向下，大小均為gsinθ

B. B球的受力情況未變，瞬時(shí)加速度為零

C. A球的瞬時(shí)加速度沿斜面向下，大小為2gsinθ

D. 彈簧有收縮的趨勢(shì)，B球的瞬時(shí)加速度向上，A球的瞬時(shí)加速度向下，瞬時(shí)加速度都不為零

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示為磁流體發(fā)電機(jī)的示意圖．金屬板M、N之間的間距為d，板間有垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，將一束等離子體（即高溫下電離的氣體，含有大量帶正電和帶負(fù)電的微粒，而從整體來(lái)說(shuō)呈中性）以速度v從左側(cè)噴射入磁場(chǎng)，這時(shí)金屬板上就會(huì)聚集電荷，產(chǎn)生電壓．則下列說(shuō)法中正確的是

A. 金屬板M上聚集負(fù)電荷，金屬板N上聚集正電荷

B. 通過(guò)電阻R的電流方向由a到b

C. 通過(guò)電阻R的電流方向由b到a

D. 該發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】三維彈球 是Window里面附帶的一款使用鍵盤(pán)操作的電腦游戲，小王同學(xué)受此啟發(fā)，在趣味運(yùn)動(dòng)會(huì)上，為大家提供了一個(gè)類(lèi)似的彈珠游戲。如圖所示，將一質(zhì)量為m=0.1kg的小彈珠 （可視為質(zhì)點(diǎn) ）放在 O點(diǎn)，用彈簧裝置將其彈出，使其沿著光滑的半圓形軌道 OA和 AB進(jìn)入水平桌面 BC，從 C點(diǎn)水平拋出。已知半圓型軌道 OA 和 AB的半徑分別為r=0.2m，R=0.4m ，BC為一段長(zhǎng)為的粗糙水平桌面，小 彈珠與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.4 ，放在水平地面的矩形墊子 DEFG的 DE邊與 BC 垂直，C點(diǎn)離墊子的高度為h=0.8m ，C點(diǎn)離 DE的水平距離為x=0.6m，墊子的長(zhǎng)度EF為 1m，g=10m/s2求：

（1）若小彈珠恰好不脫離圓弧軌道，在 B位置小彈珠對(duì)半圓軌道的壓力；

（2）若小彈珠恰好不脫離圓弧軌道，小彈珠從 C點(diǎn)水平拋出后落入墊子時(shí)距左邊緣DE的距離。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖1所示，水平路段AB上有一質(zhì)量為m＝2kg，可視為質(zhì)點(diǎn)的玩具汽車(chē)，正以v0＝4m/s的速度向右勻速運(yùn)動(dòng)，玩具汽車(chē)在前方的水平路段AB、BC所受阻力不同，且分別有恒定的大小，玩具汽車(chē)通過(guò)整個(gè)ABC路段的v﹣t圖象如圖2所示（在t＝20s處水平虛線與曲線相切），全程玩具汽車(chē)電機(jī)的輸出功率保持P＝20W不變。

（1）求汽車(chē)在AB路段上運(yùn)動(dòng)時(shí)所受的阻力f1；

（2）求汽車(chē)剛好開(kāi)過(guò)B點(diǎn)時(shí)的加速度a；

（3）求5﹣20s汽車(chē)通過(guò)的位移大小x。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】某小型水電站的電能輸送示意圖如圖所示，發(fā)電機(jī)通過(guò)升壓變壓器T1和降壓變壓器T2向用戶供電，兩變壓器均為理想變壓器，發(fā)電機(jī)的輸出電壓及輸電線的電阻均不變。在用電高峰期，隨著用 戶耗電量的增大，發(fā)電廠的輸出功率增大，下列說(shuō)法正確的是（）

A. 用戶總電阻變大

B. 降壓變壓器的輸入電壓變小

C. 輸電線上損耗的功率變小

D. 通過(guò)升壓變壓器原線圈的電流變小

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