【題目】如圖所示，兩根平行的光滑金屬導(dǎo)軌MN、PQ放在水平面上，左端向上彎曲，導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)，電阻不計(jì)，水平段導(dǎo)軌所處空間存在方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.導(dǎo)體棒a與b的質(zhì)量均為m，電阻值分別為Ra＝R，Rb＝2R.b棒放置在水平導(dǎo)軌上足夠遠(yuǎn)處，a棒在弧形導(dǎo)軌上距水平面h高度處由靜止釋放．運(yùn)動(dòng)過程中導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好且始終與導(dǎo)軌垂直，重力加速度為g.

(1)求a棒剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)受到的安培力的大小和方向；

(2)求最終穩(wěn)定時(shí)兩棒的速度大小；

(3)從a棒開始下落到最終穩(wěn)定的過程中，求b棒上產(chǎn)生的內(nèi)能．

【答案】(1) ，方向水平向左 (2) (3)mgh

【解析】(1)設(shè)a棒剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度為v，從開始下落到進(jìn)入磁場(chǎng)

根據(jù)機(jī)械能守恒定律有mgh＝mv2

a棒切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E＝BLv

根據(jù)閉合電路歐姆定律有I＝

a棒受到的安培力F＝BIL

聯(lián)立以上各式解得F＝，方向水平向左．

(2)設(shè)兩棒最后穩(wěn)定時(shí)的速度為v′，從a棒開始下落到兩棒速度達(dá)到穩(wěn)定

根據(jù)動(dòng)量守恒定律有mv＝2mv′

解得v′＝.

(3)設(shè)a棒產(chǎn)生的內(nèi)能為Ea，b棒產(chǎn)生的內(nèi)能為Eb

根據(jù)能量守恒定律得mv2＝×2mv′2＋Ea＋Eb

兩棒串聯(lián)內(nèi)能與電阻成正比Eb＝2Ea

解得Eb＝mgh.

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】地面附近有一正在上升的空氣團(tuán)，它與外界的熱交換忽略不計(jì)．已知大氣壓強(qiáng)隨高度增加而降低，則該氣團(tuán)在此上升過程中（不計(jì)氣團(tuán)內(nèi)分子間的勢(shì)能）（　�。�
A.體積減小，溫度降低
B.體積減小，溫度不變
C.體積增大，溫度降低
D.體積增大，溫度不變

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在載流直導(dǎo)線近旁固定有兩平行光滑導(dǎo)軌A、B，導(dǎo)軌與直導(dǎo)線平行且在同一水平面內(nèi)，在導(dǎo)軌上有兩條可自由滑動(dòng)的導(dǎo)體棒ab和cd。載流直導(dǎo)線中的電流逐漸增強(qiáng)時(shí)，導(dǎo)體棒ab和cd的運(yùn)動(dòng)情況是（ ）

A. 一起向左運(yùn)動(dòng)

B. 一起向右運(yùn)動(dòng)

C. ab和cd相向運(yùn)動(dòng)，相互靠近

D. ab和cd相背運(yùn)動(dòng)，相互遠(yuǎn)離

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，A、B為兩個(gè)完全相同的燈泡，L為自感線圈（自感系數(shù)較大；直流電阻不計(jì)），E為電源，S為開關(guān)。下列說法正確的是（ ）

A. 閉合開關(guān)穩(wěn)定后，A、B一樣亮

B. 閉合開關(guān)的瞬間，A、B同時(shí)亮，但A很快又熄滅

C. 閉合開關(guān)穩(wěn)定后，斷開開關(guān)，A閃亮后又熄滅

D. 閉合開關(guān)穩(wěn)定后，斷開開關(guān)，A、B立即同時(shí)熄滅

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在傾角為θ的光滑斜面上，相距均為d的三條水平虛線l1、l2、l3，它們之間的區(qū)域Ⅰ、Ⅱ分別存在垂直斜面向下和垂直斜面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，一個(gè)質(zhì)量為m、邊長(zhǎng)為d、總電阻為R的正方形導(dǎo)線框，從l1上方一定高處由靜止開始沿斜面下滑，當(dāng)ab邊剛越過l1進(jìn)入磁場(chǎng)Ⅰ時(shí)，恰好以速度v1做勻速直線運(yùn)動(dòng)；當(dāng)ab邊在越過l2運(yùn)動(dòng)到l3之前的某個(gè)時(shí)刻，線框又開始以速度v2做勻速直線運(yùn)動(dòng)，重力加速度為g．在線框從釋放到穿出磁場(chǎng)的過程中，下列說法正確的是（ ）

A．線框中感應(yīng)電流的方向不變

B．線框ab邊從l1運(yùn)動(dòng)到l2所用時(shí)間大于從l2運(yùn)動(dòng)到l3所用時(shí)間

C．線框以速度v2勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，發(fā)熱功率為

D．線框從ab邊進(jìn)入磁場(chǎng)到速度變?yōu)関2的過程中，減少的機(jī)械能△E機(jī)與線框產(chǎn)生的焦耳熱Q電的關(guān)系式是

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，MN、PQ為足夠長(zhǎng)的平行導(dǎo)軌，間距L＝0.5 m.導(dǎo)軌平面與水平面間的夾角θ＝37°.NQ⊥MN，NQ間連接有一個(gè)R＝3 Ω的電阻.有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌平面，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0＝1 T.將一根質(zhì)量為m＝0.05 kg的金屬棒ab緊靠NQ放置在導(dǎo)軌上，且與導(dǎo)軌接觸良好，金屬棒的電阻r＝2 Ω，其余部分電阻不計(jì).現(xiàn)由靜止釋放金屬棒，金屬棒沿導(dǎo)軌向下運(yùn)動(dòng)過程中始終與NQ平行.已知金屬棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.5，當(dāng)金屬棒滑行至cd處時(shí)速度大小開始保持不變，cd 距離NQ為s＝2 m.試解答以下問題：(g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)

(1)金屬棒達(dá)到穩(wěn)定時(shí)的速度是多大？

(2)從靜止開始直到達(dá)到穩(wěn)定速度的過程中，電阻R上產(chǎn)生的熱量是多少？

(3)若將金屬棒滑行至cd處的時(shí)刻記作t＝0，從此時(shí)刻起，讓磁感應(yīng)強(qiáng)度逐漸減小，可使金屬棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，則t＝1 s時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)為多大？

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】兩人拔河甲勝乙敗，甲對(duì)乙的拉力是300N，則乙對(duì)甲的拉力（繩的質(zhì)量忽略不計(jì)）

A. 等于300N B. 大于300N C. 小于300N D. 不能確定

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】書放在桌面上，會(huì)受到桌面對(duì)它的彈力作用，產(chǎn)生這個(gè)彈力的原因是（ ）

A.書的形變 B.桌面形變 C.書受到的重力 D.桌面受到的重力

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】以往我們認(rèn)識(shí)的光電效應(yīng)是單光子光電效應(yīng)，即一個(gè)電子在極短時(shí)間內(nèi)只能吸收到一個(gè)光子而從金屬表面逸出．強(qiáng)激光的出現(xiàn)豐富了人們對(duì)于光電效應(yīng)的認(rèn)識(shí)，用強(qiáng)激光照射金屬，由于其光子密度極大，一個(gè)電子在極短時(shí)間內(nèi)吸收多個(gè)光子成為可能，從而形成多光子光電效應(yīng)，這已被實(shí)驗(yàn)證實(shí)．

光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示．用頻率為ν的普通光源照射陰極K，沒有發(fā)生光電效應(yīng)．換用同樣頻率ν的強(qiáng)激光照射陰極K，則發(fā)生了光電效應(yīng)；此時(shí)，若加上反向電壓U，即將陰極K接電源正極，陽極A接電源負(fù)極，在KA之間就形成了使光電子減速的電場(chǎng)．逐漸增大U，光電流會(huì)逐漸減��；當(dāng)光電流恰好減小到零時(shí)，所加反向電壓U可能是下列的(其中W為逸出功，h為普朗克常量，e為電子電量)( )

A．U＝

B．U＝

C．U＝2hν－W

D．U＝

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