（15分）如圖甲所示，空間存在B=0.5T，方向豎直向下的勻強磁場，MN、PQ是處于同一水平面內相互平行的粗糙長直導軌，間距L=0.2m， R是連接在導軌一端的電阻，ab是跨接在導軌上質量為m=0.1kg的導體棒。從零時刻開始，通過一小型電動機對ab棒施加一個牽引力F，方向水平向左，使其從靜止開始沿導軌做加速運動，此過程中棒始終保持與導軌垂直且接觸良好。圖乙是棒的v-t圖象，其中OA段是直線，AC是曲線，DE是曲線圖象的漸進線，小型電動機在12s末達到額定功率P=4.5W，此后保持功率不變。除R外，其余部分電阻均不計，g=10m/s2。

（1）求導體棒ab在0－12s內的加速度大小
（2）求導體棒ab與導軌間的動摩擦因數(shù)及電阻R的值
（3）若t=17s時，導體棒ab達最大速度，從0－17s內共發(fā)生位移100m，試求12s－17s內，R上產生的熱量是多少？
（1）0.75m/s2（2） R=0.4Ω（3）

試題分析：（1）由v-t圖象的斜率得m/s2=0.75m/s2
（2）t1=12s時，由v-t圖象得速度為 v1="9m/s"
因為，，,
由牛頓第二定律得 即
由圖象知17s末導體棒ab的最大速度為v2=10m/s，此時加速度為零，同理有
 
聯(lián)立解得 ，R=0.4Ω
（3）由v-t圖象知0－12s內，導體棒勻加速運動的位移=54m
12－17s內，導體棒的位移 m
由能量守恒得
代入數(shù)據(jù)解得R上產生的熱量    Q="12.35" J
練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

(12分)如圖甲所示，相隔一定距離的豎直邊界兩側為相同的勻強磁場區(qū)，磁場方向垂直紙面向里，在邊界上固定兩長為L的平行金屬極板MN和PQ，兩極板中心各有一小孔S1、S2，兩極板間電壓的變化規(guī)律如圖乙所示，電壓的大小為U0，周期為T0。在t=0時刻將一個質量為m、電荷量為－q(q>0)的粒子由S1靜止釋放，粒子在電場力的作用下向右運動，在t=時刻通過S2垂直于邊界進入右側磁場區(qū)。(不計粒子重力，不考慮極板外的電場)

(1)求粒子到達S2時的速度大小v
(2)為使粒子不與極板相撞，求磁感應強度的大小應滿足的條件；
(3)若已保證了粒子未與極板相撞，為使粒子在t=T0時刻再次到達S1，而再次進入電場被加速，求該過程中粒子在磁場內運動的時間和磁感應強度的大小。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，在某一真空中，只有水平向右的勻強電場和豎直向下的重力場，在豎直平面內有初速度為v0的帶電微粒，恰能沿圖示虛線由A向B做直線運動．那么(　　)
A．微粒帶正、負電荷都有可能
B．微粒做勻減速直線運動
C．微粒做勻速直線運動
D．微粒做勻加速直線運動

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，實線表示在豎直平面內的電場線，電場線與水平方向成α角，水平方向的勻強磁場與電場正交，有一帶電液滴沿斜向上的虛線l做直線運動，l與水平方向成β角，且α＞β，則下列說法中錯誤的是（        ）
A．液滴一定做勻速直線運動
B．液滴一定帶正電
C．電場線方向一定斜向上
D．液滴有可能做勻變速直線運動

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖甲所示，兩塊長為L（L未知）的平行金屬板M、N，彼此正對，板間距亦為L。現(xiàn)將N板接地，M上電勢隨時間變化規(guī)律如圖乙所示。兩平行金屬板左邊緣的中線處放置一個粒子源，能沿中線方向連續(xù)不斷地放出一定速度的帶正電粒子。已知帶電粒子的荷質比，粒子的重力和粒子之間的作用力均可忽略不計。若某時刻粒子源放出的粒子恰能從平行金屬板右邊緣離開電場（設在每個粒子通過電場區(qū)域的時間內，可以把板間的電場看作是恒定的），同時進入金屬板右方磁感強度為T，方向垂直紙面向里的勻強磁場中，一段時間后正粒子垂直打在屏PQ上，屏PQ與金屬板右邊緣的距離為d=0.5m。

求
①粒子在磁場中的速度？
②為完成以上運動帶電粒子應在哪個時刻進入電場？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（18分）如圖(a)所示，有兩級光滑的絕緣平臺，高一級平臺距離絕緣板的中心Ｏ的高度為h，低一級平臺高度是高一級平臺高度的一半．絕緣板放在水平地面上，板與地面間的動摩擦因數(shù)為μ，一輕質彈簧一端連接在絕緣板的中心，另一端固定在墻面上。邊界ＧＨ左邊存在著正交的勻強電場和變化的磁場，電場強度為Ｅ，磁感應強度變化情況如圖(b)所示，磁感應強度大小均為Ｂ．有一質量為m、帶負電的小球從高一級平臺左邊緣以一定初速滑過平臺后在t=0時刻垂直于邊界ＧＨ進入復合場中，設小球剛進入復合場時磁場方向向外且為正值．小球做圓周運動至Ｏ點處恰好與絕緣板發(fā)生彈性碰撞，碰撞后小球立即垂直于邊界ＧＨ返回并滑上低一級平臺，絕緣板從C開始向右壓縮彈簧的最大距離為Ｓ到達D，求：

⑴ 磁場變化的周期Ｔ；
⑵ 小球從高一級平臺左邊緣滑出的初速度v；
⑶ 絕緣板的質量Ｍ；
⑷ 絕緣板壓縮彈簧具有的彈性勢能ＥP．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

磁流體發(fā)電是一項新興技術，它可以把物體的內能直接轉化為電能，如圖所示，平行金屬板A、B之間相距為d，板間的磁場按勻強磁場處理，磁感應強度為B，等離子體以速度v沿垂直于B的方向射入磁場，金屬板A、B是邊長為a的正方形，等離子體的電阻率為ρ，外接電阻R。求：

（1）發(fā)電機的電動勢；
（2）電阻R上的電流；
（3）要使等離子體能進入磁場所需的外力.

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

兩平行金屬板的間距恰好等于極板的長度�，F(xiàn)有重力不計的正離子束以相同的初速度v0平行于兩板從兩板的正中間向右射入。第一次在兩板間加恒定的電壓，建立起場強為E的勻強電場，則正離子束剛好從上極板的右邊緣射出；第二次撤去電場，在兩板間建立起磁感應強度為B，方向垂直于紙面的勻強磁場，則正離子束剛好從下極板右邊緣射出。由此可知E與B大小的比值是  （    ）
A．1.25v0B．0.5v0C．0.25v0 D．v0

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（20分）一個“”形導軌PONQ，其質量為M=2.0kg，放在光滑絕緣的水平面上，處于勻強磁場中，另有一根質量為m=0.60kg的金屬棒CD跨放在導軌上，CD與導軌的動摩擦因數(shù)是0.20，CD棒與ON邊平行，左邊靠著光滑的固定立柱a、b，勻強磁場以ab為界，左側的磁場方向豎直向上（圖中表示為垂直于紙面向外），右側磁場方向水平向右，磁感應強度的大小都是0.80T，如圖所示，已知導軌ON段長為0.50m，電阻是0.40Ω，金屬棒CD的電阻是0.20Ω，其余電阻不計。導軌在水平拉力作用下由靜止開始以0.20m/s2的加速度做勻加速直線運動，一直到CD中的電流達到4.0A時，導軌改做勻速直線運動.設導軌足夠長，取g=10m/s2.求：

⑴導軌運動起來后，C、D兩點哪點電勢較高？
⑵導軌做勻速運動時，水平拉力F的大小是多少？
⑶導軌做勻加速運動的過程中，水平拉力F的最小值是多少？
⑷CD上消耗的電功率為P=0.80W時，水平拉力F做功的功率是多大？

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