【題目】如圖所示,在豎直向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)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)。電阻為R、質(zhì)量為m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。軌道端點(diǎn)MP間接有阻值為r的電阻。給導(dǎo)體棒ab一個(gè)瞬時(shí)沖量,使導(dǎo)體棒獲得速度v(v平行于MN)。

(1)定性畫出此后導(dǎo)體棒ab速度隨時(shí)間變化v-t的圖像;

(2)(1),在上述過(guò)程中導(dǎo)體棒ab中產(chǎn)生的焦耳熱;

(3)通過(guò)公式推導(dǎo)驗(yàn)證:當(dāng)導(dǎo)體棒ab速度為v時(shí),回路磁通量隨時(shí)間的變化率等于BLv,也等于將一個(gè)電子電量為e)a沿導(dǎo)體棒ab移到b,電子所受洛倫茲力沿導(dǎo)體棒ab的分力對(duì)電子做的功W與電子電量e的比值。

【答案】(1) (2)mv2 (3) 利用導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與法拉第電磁感應(yīng)定律求得的電動(dòng)勢(shì)相等即可。

【解析】(1)導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為

根據(jù)牛頓第二定律可得:

由于導(dǎo)體棒在安培力作用下做減速運(yùn)動(dòng),所以導(dǎo)體棒的加速度減小,即速度-時(shí)間圖象如圖

(2) 由于導(dǎo)體棒在安培力作用下做減速運(yùn)動(dòng),所以導(dǎo)體棒的加速度減小,當(dāng)速度減為零時(shí),導(dǎo)體棒靜止,根據(jù)能量守恒可知,導(dǎo)體棒的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為熱量,即

(3) 當(dāng)導(dǎo)體棒ab速度為v時(shí),產(chǎn)生的瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為

由法拉第電磁感應(yīng)定律可得,

所以回路磁通量隨時(shí)間的變化率為BLv,

導(dǎo)體棒中的電子隨棒一起向右運(yùn)動(dòng),由左手定則可知,電子所受的洛倫茲力由a指向b,從ab洛倫茲力做的功為:

電子所受洛倫茲力沿導(dǎo)體棒ab的分力對(duì)電子做的功W與電子電量e的比值

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】某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究加速度與質(zhì)量關(guān)系的實(shí)驗(yàn).

(1)為了盡可能減少摩擦力的影響,需將長(zhǎng)木板的右端墊高,在______(選填沒(méi)有”) 沙桶拖動(dòng)下,輕推一下小車,使小車能拖動(dòng)穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶做____________

(2)通過(guò)改變____(選填沙和沙桶小車)的質(zhì)量,可探究加速度與____(選填小車沙和沙桶)質(zhì)量的關(guān)系;

(3)如果某次實(shí)驗(yàn)打出的紙帶如圖乙所示,O為起點(diǎn),A、B、C為過(guò)程中的三個(gè)相鄰的計(jì) 數(shù)點(diǎn),相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間有四個(gè)點(diǎn)沒(méi)有標(biāo)出,A、B、CO點(diǎn)的距離在圖中乙標(biāo)出, 所用交流電的頻率為f,則測(cè)出小車運(yùn)動(dòng)的加速度為___________

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】一根輕彈簧的伸長(zhǎng)量x跟所受的外力F之間的關(guān)系圖象如下圖所示

(1)求彈簧的勁度系數(shù)k;

(2)若彈簧原長(zhǎng)l0=60 cm,當(dāng)把彈簧壓縮到40 cm長(zhǎng)時(shí),需要多大的壓力?

(3)如果用600 N的拉力拉彈簧(仍在彈性限度內(nèi),彈簧原長(zhǎng)同上),彈簧長(zhǎng)度l是多少?

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,一個(gè)質(zhì)量為的小球B,用兩根等長(zhǎng)的細(xì)繩1、2分別固定在車廂的A、C兩點(diǎn),已知當(dāng)兩繩拉直時(shí),兩繩與車廂前壁的夾角均為45°.試求:

1)當(dāng)車以加速度向左做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)1、2兩繩的拉力.

2)當(dāng)車以加速度向左做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),1、2兩繩的拉力.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】水平面內(nèi),有兩根足夠長(zhǎng)的固定平行金屬導(dǎo)軌,在它們上面橫放兩根平行導(dǎo)體棒,構(gòu)成矩形回路。每根棒長(zhǎng)度均為L,質(zhì)量均為m,電阻均為R,導(dǎo)軌電阻不計(jì),空間有方向豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),不計(jì)電磁輻射及導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌之間的摩擦,F(xiàn)已知左側(cè)導(dǎo)體棒I靜止,右側(cè)導(dǎo)體棒II具有向右的初速度v0,如圖所示,則以下判斷正確的是

A. 兩導(dǎo)體棒受到的安培力始終等大反向,整個(gè)過(guò)程中它們組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒

B. 最終兩導(dǎo)體棒將以同一速度向右做勻速運(yùn)動(dòng),由于都做切割磁感線運(yùn)動(dòng),電路中電流不為零

C. 從開始運(yùn)動(dòng)到最終達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài),整個(gè)回路產(chǎn)生的焦耳熱為

D. 從開始運(yùn)動(dòng)到最終達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài),兩導(dǎo)體棒之間的距離x不斷增大,x最大值為

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,一對(duì)平行光滑軌道放置在水平面上,兩軌道間距l=0.20m,導(dǎo)軌間接有電阻R=1.0;有一導(dǎo)體桿靜止地放在軌道上,與兩軌道垂直,桿及軌道的電阻均可忽略不計(jì),整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.50T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向垂直軌道平面向下。現(xiàn)用一大小為0.02N的恒力F拉桿,使之沿軌道向右運(yùn)動(dòng)起來(lái),求

(1)當(dāng)導(dǎo)體桿速度為v=1.0m/s時(shí),電阻R兩端的電壓;

(2)導(dǎo)體桿最終的最大速度vm。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】光電計(jì)時(shí)器也是一種研究物體運(yùn)動(dòng)情況的常用計(jì)時(shí)儀器,其結(jié)構(gòu)如圖甲所示,a、b分別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置,當(dāng)有物體從a、b間通過(guò)時(shí),光電計(jì)時(shí)器就可以精確地把物體從開始擋光到擋光結(jié)束的時(shí)間記錄下來(lái).現(xiàn)利用圖乙所示的裝置測(cè)量滑塊和長(zhǎng)木板間的動(dòng)摩擦因數(shù),圖中MN是水平桌面,Q是長(zhǎng)木板與桌面的接觸點(diǎn),12是固定在長(zhǎng)木板適當(dāng)位置的兩個(gè)光電門,與之連接的兩個(gè)光電計(jì)時(shí)器沒(méi)有畫出,長(zhǎng)木板頂端P點(diǎn)懸有一鉛錘.實(shí)驗(yàn)時(shí),讓滑塊從長(zhǎng)木板的頂端滑下,光電門12各自連接的計(jì)時(shí)器顯示的擋光時(shí)間分別為1.0×102 s4.0×103 s.用精度為0.05 mm的游標(biāo)卡尺測(cè)量滑塊的寬度d,其示數(shù)如圖丙所示.

(1)滑塊的寬度d________ cm.

(2)滑塊通過(guò)光電門1時(shí)的速度v1________ m/s,滑塊通過(guò)光電門2時(shí)的速度v2________ m/s.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

(3)由此測(cè)得的瞬時(shí)速度v1v2只是一個(gè)近似值,它們實(shí)質(zhì)上是通過(guò)光電門12時(shí)的________,要使瞬時(shí)速度的測(cè)量值更接近于真實(shí)值,可將________的寬度減小一些.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,質(zhì)量分別為1.0kg2.0kg的物體AB放置在水平地面上,兩者與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.4,物體B與一輕質(zhì)滑輪相連,F(xiàn)將一根輕繩的一端固定在水平地面上離B足夠遠(yuǎn)的位置,另一端跨過(guò)輕質(zhì)滑輪連接在物體A上,輕繩保持水平方向。初始時(shí)刻,物體A在水平力F=20N作用下由靜止向右運(yùn)動(dòng)。求:

1)輕繩上拉力的大;

2t=2s時(shí)滑輪對(duì)物體B做功的瞬時(shí)功率為多少?

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,圖甲是一列簡(jiǎn)諧橫波在t=0時(shí)刻的波形圖,P點(diǎn)是此時(shí)處在平衡位置的一個(gè)質(zhì)點(diǎn).圖乙是質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)圖象.

1)判斷這列波的傳播方向;

2)經(jīng)過(guò)時(shí)間t1=6s,質(zhì)點(diǎn)P通過(guò)的路程s;

3)經(jīng)過(guò)t2=30s,波向前傳播的距離x

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