【題目】如圖甲所示，在與水平方向成θ角的傾斜光滑導(dǎo)軌上，水平放置一根質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒ab，導(dǎo)軌下端與一電源和定值電阻相連，電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻、定值電阻的阻值均未知。整個(gè)裝置放在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小也未知。已知導(dǎo)軌寬度為L，重力加速度為g。

（1）若斷開電鍵k，將導(dǎo)體棒由靜止釋放，經(jīng)過時(shí)間t，導(dǎo)體棒沿斜面下滑的距離是多少？

（2）若閉合電鍵k，導(dǎo)體棒ab恰好在導(dǎo)軌上保持靜止。由b向a方向看到的平面圖如圖乙所示，請(qǐng)?jiān)诖藞D中畫出此時(shí)導(dǎo)體棒的受力圖，并求出導(dǎo)體棒所受的安培力的大小。

（3）若閉合電鍵k，導(dǎo)體棒ab靜止在導(dǎo)軌上，對(duì)導(dǎo)體棒ab的內(nèi)部做進(jìn)一步設(shè)導(dǎo)體棒單位體積內(nèi)有n個(gè)自由電子，電子電荷量為e，自由電子定向移動(dòng)的平均速率為v，導(dǎo)體棒的粗細(xì)均勻，橫截面積為S。

a．請(qǐng)結(jié)合第（2）問的結(jié)論和題目中所給的已知量，推理得出每個(gè)電子受到的磁場(chǎng)力是多大？

b．將導(dǎo)體棒中電流與導(dǎo)體棒橫截面積的比值定義為電流密度，其大小用j表示，請(qǐng)利用電流的定義和電流密度的定義推導(dǎo)j的表達(dá)式。

【答案】（1）；（2）；（3），

【解析】

(1)斷開電鍵后，根據(jù)牛頓第二定律，導(dǎo)體的加速度

由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，經(jīng)過時(shí)間t導(dǎo)體棒下滑的距離

解得：；

(2)導(dǎo)體棒ab保持靜止，受力如圖所示

根據(jù)平衡條件得，安培力大小為；

(3)a．導(dǎo)體棒中做定向移動(dòng)的自由電子數(shù)

每個(gè)電子受到的磁場(chǎng)力

解得：

B．在直導(dǎo)線內(nèi)任選一個(gè)橫截面S，在時(shí)間內(nèi)從此截面通過的電荷量

導(dǎo)體棒中的電流強(qiáng)度

由電流密度的定義

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：

【題目】如圖所示為某靜電除塵裝置的原理圖,廢氣先經(jīng)過一個(gè)機(jī)械過濾裝置再進(jìn)入靜電除塵區(qū).圖中虛線是某一帶負(fù)電的塵埃(不計(jì)重力)僅在電場(chǎng)力作用下向集塵極遷移并沉積的軌跡,A、B兩點(diǎn)是軌跡與電場(chǎng)線的交點(diǎn).不考慮塵埃在遷移過程中的相互作用和電量變化,則以下說法正確的是

A. A點(diǎn)電勢(shì)高于B點(diǎn)電勢(shì)

B. 塵埃在A點(diǎn)的加速度大于在B點(diǎn)的加速度

C. 塵埃在遷移過程中做勻變速運(yùn)動(dòng)

D. 塵埃在遷移過程中電勢(shì)能一直在增大

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示, AB、CD是兩根足夠長(zhǎng)的固定平行金屬導(dǎo)軌, 兩導(dǎo)軌間的距離為L, 導(dǎo)軌平面與水平面的夾角是θ, 在整個(gè)導(dǎo)軌平面內(nèi)都有垂直于導(dǎo)軌平面斜面向上方的勻強(qiáng)磁場(chǎng), 磁感應(yīng)強(qiáng)度為B. 在導(dǎo)軌的AC端連接一個(gè)阻值為R的電阻,導(dǎo)軌的電阻不計(jì).一根垂直于導(dǎo)軌放置的金屬棒ab, 電阻為r 質(zhì)量為m, 從靜止開始沿導(dǎo)軌下滑, 下滑高度為H時(shí)達(dá)到最大速度。不計(jì)摩擦，求在此過程中：

（1）ab 棒的最大速度

（2）通過電阻R的熱量

（3）通過電阻R的電量

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】（12分）一帶電量q=6.4×10-19C、質(zhì)量m=1.6×10-25㎏的初速度為零的粒子，經(jīng)電壓U=200V的加速電場(chǎng)加速后，沿垂直于電場(chǎng)線方向進(jìn)入E=1.0×103V/m均勻偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)。已知粒子在穿越偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)過程中沿場(chǎng)強(qiáng)方向的位移為5㎝，不計(jì)粒子所受重力，求：

（1）偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)平行板的板長(zhǎng)；（2）粒子穿越偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)過程中偏角的正切。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某學(xué)習(xí)小組做“探究功與速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)如圖所示，圖中小車是在一條橡皮筋作用下彈出的，沿木板滑行，橡皮筋對(duì)小車做的功記為W。當(dāng)用2條、3條……完全相同的橡皮筋并在一起進(jìn)行第2次、第3次……實(shí)驗(yàn)時(shí)(每次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度都保持一致)，每次實(shí)驗(yàn)中小車獲得的速度根據(jù)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所打在紙帶上的點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算。

（1）除了圖中已有的實(shí)驗(yàn)器材外，還需要導(dǎo)線、開關(guān)、刻度尺和________(填“交流”或“直流”)電源。

（2）實(shí)驗(yàn)中，小車會(huì)受到摩擦力的作用，可以使木板適當(dāng)傾斜來平衡摩擦力，則下面操作正確的是（______）

A.放開小車，能夠自由下滑即可

B.放開小車，能夠勻速下滑即可

C.放開拖著紙帶的小車，能夠自由下滑即可

D.放開拖著紙帶的小車，能夠勻速下滑即可

（3）在正確操作的情況下，打在紙帶上的點(diǎn)并不都是均勻的，為了測(cè)量小車獲得的速度，應(yīng)選用紙帶的________部分進(jìn)行測(cè)量(根據(jù)下圖所示的紙帶回答)。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，a為地球赤道上的物體，b為沿地球表面附近做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的人造衛(wèi)星，c為地球同步衛(wèi)星．關(guān)于a、b、c做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的說法中正確的是（ ）

A. 地球?qū)?/span>b、c兩星的萬有引力提供了向心力，因此只有a受重力，b、c兩星不受重力

B. 周期關(guān)系為Ta= Tc> Tb

C. 線速度的大小關(guān)系為va< vc< vb

D. 向心加速度的大小關(guān)系為aa> ab> ac

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在光滑水平面上有一邊長(zhǎng)為L的N匝正方形閉合導(dǎo)體線框abcd，處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，其ab邊與磁場(chǎng)的右邊界重合。線框由同種粗細(xì)均勻的導(dǎo)線制成，它的總電阻為R�，F(xiàn)將線框以恒定速度v水平向右勻速拉出磁場(chǎng)。此過程中保持線框平面與磁場(chǎng)方向垂直，拉力在線框平面內(nèi)切與ab邊垂直，且bc邊始終與磁場(chǎng)的右邊界保持垂直。求在線框被拉出磁場(chǎng)的過程中

（1）線框內(nèi)的電流大小；

（2）ab兩端的電壓；

（3）線框中產(chǎn)生的熱量。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，用一塊長(zhǎng)L1＝1.0m的木板在墻和桌面間架設(shè)斜面，桌面高H＝0.8m，長(zhǎng)L2＝1.5m。斜面與水平桌面的傾角θ可在0～60°間調(diào)節(jié)后固定。將質(zhì)量m＝0.2kg的小物塊從斜面頂端靜止釋放，物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ1＝0.05，物塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ2，忽略物塊在斜面與桌面交接處的能量損失。（重力加速度取g＝10m/s2；最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力）

（1）求θ角增大到多少時(shí)，物塊能從斜面開始下滑；（用正切值表示）

（2）當(dāng)θ增大到37°時(shí)，物塊恰能停在桌面邊緣，求物塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ2（已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）

（3）繼續(xù)增大θ角，小物塊將從桌子的右邊緣水平拋出，求小物塊落地點(diǎn)與桌子的右邊緣最大水平距離xm

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】登上火星是人類的夢(mèng)想，“嫦娥之父”歐陽(yáng)自遠(yuǎn)透露：中國(guó)計(jì)劃于2020年登陸火星．地球和火星公轉(zhuǎn)視為勻速圓周運(yùn)動(dòng)，忽略行星自轉(zhuǎn)影響．根據(jù)下表，火星和地球相比(　　)

A. 火星的公轉(zhuǎn)周期較小

B. 火星做圓周運(yùn)動(dòng)的加速度較小

C. 火星表面的重力加速度較大

D. 火星的第一宇宙速度較大

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