如圖甲所示，在磁感應(yīng)強度為B的水平勻強磁場中，有兩根豎直放置相距為L平行光滑的金屬導(dǎo)軌，頂端用一阻直為R的電阻相連，兩導(dǎo)軌所在的豎直平面與磁場方向垂直。一根質(zhì)量為m的金屬棒從靜止開始沿導(dǎo)軌豎直向下運動，當金屬棒下落龍時，速度達到最大，整個過程中金屬棒與導(dǎo)軌保持垂直且接觸良好。重力加速度為g，導(dǎo)軌與金屬棒的電阻可忽略不計，設(shè)導(dǎo)軌足夠長。求：

（l）通過電阻R的最大電流；

（2）從開始到速度最大過程中，金屬棒克服安培力做的功WA；

（3）若用電容為C的平行板電容器代替電阻R，如圖乙所示，仍將金屬棒從靜止釋放，經(jīng)歷時間t的瞬時速度v1。


（1）設(shè)金屬棒所受的安培力為FA

通過電阻R的電流最大時，a=0，即FA=mg  ①

又FA=BIL ②

由①②解得：

（2）由  ④

  ⑤

由③④⑤得：最大速度     ⑥

由動能定理得：    ⑦

∴由⑥⑦得：金屬棒克服安培力做功     ⑧

（3）電容器兩端電壓UC=E    ⑨

電容器容納的電量  ⑩

流過金屬棒的電流    ⑪

由④⑨⑩⑪得   ⑫

由牛頓第二定律     ⑬

由②⑫⑬得        ⑭

故金屬棒做勻加速直線運動

金屬棒的速度  ⑮


練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：


如圖14所示，ε1=3V，r1=0.5Ω，R1=R2=5.5Ω，平行板電容器的兩板距離d=1cm，當電鍵K接通時，極板中的一個質(zhì)量m=4×10-3g，電量為q=1.0×10-7C的帶電微粒恰好處于靜止狀態(tài)。求：

（1）K斷開后，微粒向什么方向運動，加速度多大？

（2）若電容為1000pF，K斷開后，有多少電量的電荷流過R2？

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科目：高中物理 來源： 題型：


 (1) 下列說法中正確的是　　　　. 

A. 液體的分子勢能與液體的體積無關(guān)

B. 為了保存玉米地水分,可以鋤松地面,破壞土壤里的毛細管

C. 從微觀角度看,氣體對容器的壓強是大量氣體分子對容器壁的頻繁碰撞引起的

D. 擴散現(xiàn)象可以在液體、氣體中進行,不能在固體中發(fā)生

(2) 如圖甲所示是一平面上晶體物質(zhì)微粒的排列情況,圖中三條等長線AB、AC、AD上物質(zhì)微粒的數(shù)目不同,由此得出晶體具有　　　　的性質(zhì).如圖乙所示,液體表面層分子比較稀疏,分子間距離大于分子平衡距離r0,因此表面層分子間作用表現(xiàn)為　　　　. 

                    甲                          乙

                   

 (3) 一定質(zhì)量的理想氣體體積V與熱力學(xué)溫度T的關(guān)系圖象如圖所示,氣體在狀態(tài)A時的壓強p0=1.0×105 Pa,線段AB與V軸平行.

① 求狀態(tài)B時的壓強為多大?

② 氣體從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B過程中,對外界做的功為10J,求該過程中氣體吸收的熱量為多少?

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖所示，A、B兩個氣缸中裝有體積均為10 L、壓強均為1 atm（標準大氣壓）、溫度均為27℃的空氣，中間用細管連接，細管容積不計，細管中有一絕熱活塞，現(xiàn)將B氣缸中的氣體升溫到127℃，若要使細管中的活塞仍停在原位置，則A中左邊活塞應(yīng)向右推多少距離？（不計摩擦，A氣缸中的氣體溫度保持不變，A氣缸截面積為50 cm2）

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖甲所示，無限長的直導(dǎo)線與y軸重合，通有沿+y方向的恒定電流，該電流在其周圍產(chǎn)生磁場的磁感應(yīng)強度B與橫坐標的倒數(shù)的關(guān)系如圖乙所示(圖中、均為已知量)．圖甲中，坐標系的第一象限內(nèi)，平行于x軸的兩固定的金屬導(dǎo)軌間距為L，導(dǎo)軌右端接阻值為R的電阻，左端放置一金屬棒ab．a(chǎn)b棒在沿+x方向的拉力作用下沿導(dǎo)軌運動(ab始終與導(dǎo)軌垂直且保持接觸良好)，產(chǎn)生的感應(yīng)電流恒定不變．已知ab棒的質(zhì)量為m，經(jīng)過處時的速度為，不計棒、導(dǎo)軌的電阻．

(1)判斷ab棒中感應(yīng)電流的方向；

(2)求ab棒經(jīng)過時的速度和所受安培力的大小．

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖所示，兩端封閉的粗細均勻的U形管中封閉了一段水銀柱，U形管左右兩端各有一段空氣柱．U形管由靜止自由下落時，左側(cè)的空氣柱長度L1=10cm，右側(cè)空氣柱長度L2=20cm，左右兩側(cè)的水銀柱的高度差為5cm．如果U形管改為勻速下落，則左右兩側(cè)的水銀柱的高度差為3cm．試求自由下落時兩側(cè)的空氣柱的壓強．

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科目：高中物理 來源： 題型：


—個物體以角速度ω做勻速圓周運動時．下列說法中正確的是： (    )

A．軌道半徑越大線速度越大    B．軌道半徑越大線速度越小

C．軌道半徑越大周期越大      D．軌道半徑越大周期越小

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖，平行板電容器兩極板水平放置，現(xiàn)將其和二極管串聯(lián)接在電源上，已知A和電源正極相連，二極管具有單向?qū)щ娦�。一帶電小球�?i>AB中心水平射入，打在B極板上的N點，小球的重力不能忽略，現(xiàn)通過上下移動A板來改變兩極板AB間距(兩極板仍平行），則下列說法正確的是  （      ）

A．若小球帶正電，當AB間距增大時，小球?qū)⒋蛟?i>N的右側(cè)

B．若小球帶正電，當AB間距減小時，小球?qū)⒋蛟?i>N的左側(cè)

C．若小球帶負電，當AB間距減小時，小球?qū)⒋蛟?i>N的右側(cè)

D．若小球帶負電，當AB間距增大時，小球?qū)⒋蛟?i>N的左側(cè)

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