【題目】如圖所示，一對光滑的平行金屬導(dǎo)軌（電阻不計(jì)）固定在同一水平面內(nèi)，導(dǎo)軌足夠長且間距為L，左端接有阻值R的電阻，一質(zhì)量m、長度L的金屬棒MN放置在導(dǎo)軌上，棒的電阻為r，整個(gè)裝置置于豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，棒在水平向右的外力作用下，由靜止開始做加速運(yùn)動(dòng)，保持外力的功率為P不變，經(jīng)過時(shí)間t導(dǎo)體棒最終做勻速運(yùn)動(dòng)．求：

（1）導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度是多少？

（2）t時(shí)間內(nèi)回路中產(chǎn)生的焦耳熱是多少?

【答案】（1）；（2）

【解析】

（1）金屬棒在功率不變的外力作用下，先做變加速運(yùn)動(dòng)，后做勻速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)受到的安培力與F二力平衡，由法拉第定律、歐姆定律和安培力公式推導(dǎo)出安培力與速度的關(guān)系式，再由平衡條件求解速度；

（2）t時(shí)間內(nèi)，外力F做功為Pt，外力F和安培力對金屬棒做功，根據(jù)動(dòng)能定理列式求出金屬棒克服安培力做功，即可得到焦耳熱．

（1）金屬棒勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為 E=BLv

感應(yīng)電流I=

金屬棒所受的安培力 F安=BIL

聯(lián)立以上三式得：F安=

外力的功率 P=Fv

勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，有F=F安

聯(lián)立上面幾式可得：v=

（2）根據(jù)動(dòng)能定理：WF+W安=

其中 WF=Pt，Q=﹣W安

可得：Q=Pt﹣

答：

（1）金屬棒勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度是．

（2）t時(shí)間內(nèi)回路中產(chǎn)生的焦耳熱是Pt﹣．

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在如圖所示電路當(dāng)中，當(dāng)滑片向上移動(dòng)時(shí)，則

A.A燈變暗、B燈變亮、C燈變暗

B.A燈變暗、B燈變亮、C燈變亮

C.A燈變亮、B燈變暗、C燈變亮

D.A燈變亮、B燈變暗、C燈變暗

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在x>0的空間中，存在沿x軸正方向的勻強(qiáng)電場E；在x<0的空間內(nèi)，存在沿x軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)大小也等于E。一電子（－e，m）在x＝d處的P點(diǎn)以沿y軸正方向的初速度v0開始運(yùn)動(dòng)，不計(jì)電子重力。求：

（1）電子在x方向分運(yùn)動(dòng)的周期。

（2）電子運(yùn)動(dòng)的軌跡與y軸的各個(gè)交點(diǎn)中，任意兩個(gè)相鄰交點(diǎn)之間的距離l。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示．輕質(zhì)彈簧的一端與固定的豎直板P拴接，另一端與物體A相連，物體A靜止于光滑水平桌面上，右端接一細(xì)線，細(xì)線繞過光滑的定滑輪與物體B相連．開始時(shí)用手托住B，讓細(xì)線恰好伸直，然后由靜止釋放B．直至B獲得最大速度．下列有關(guān)該過程的分析正確的是（　�。�

A. B物體的動(dòng)能增加量等于B物體重力勢能的減少量

B. B物體的機(jī)械能一直減小

C. 細(xì)線拉力對A做的功等于A物體與彈簧所組成的系統(tǒng)機(jī)械能的增加量

D. B物體機(jī)械能的減少量等于彈簧的彈性勢能的增加量

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】磁流體發(fā)電是一項(xiàng)新興技術(shù)，它可以把物體的內(nèi)能直接轉(zhuǎn)化為電能，下圖是它的示意圖。平行金屬板A、B（兩板相距為d）之間有一個(gè)很強(qiáng)的磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，將一束等離子體（即高溫下電離的氣體，含有大量正，負(fù)帶電粒子）以速度沿垂直于B的方向噴入磁場，A、B兩板間便產(chǎn)生電壓。如果把A、B和用電器連接，A、B就是一個(gè)直流電源的兩個(gè)電極。則下列說法正確的是

A.B板是電源正極B.電流從B板經(jīng)電阻流向A板

C.該發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢為BdvD.該發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢為

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，豎直平面內(nèi)有水平向左的勻強(qiáng)電場E，M點(diǎn)與P點(diǎn)的連線垂直于電場線，M點(diǎn)與N在同一電場線上。兩個(gè)完全相同的帶等量正電荷的粒子，以相同大小的初速度v0分別從M點(diǎn)和N點(diǎn)沿豎直平面進(jìn)入電場，重力不計(jì)。N點(diǎn)的粒子垂直電場線進(jìn)入，M點(diǎn)的粒子與電場線成一定夾角進(jìn)入，兩粒子恰好都能經(jīng)過P點(diǎn)，在此過程中，下列說法正確的是

A. 電場力對兩粒子做功相同

B. 兩粒子到達(dá)P點(diǎn)的速度大小可能相等

C. 兩粒子到達(dá)P點(diǎn)時(shí)的電勢能都減小

D. 兩粒子到達(dá)P點(diǎn)所需時(shí)間一定不相等

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，輕質(zhì)彈簧一端固定，另一端連接一小物塊，O點(diǎn)為彈簧在原長時(shí)物塊的位置．物塊由A點(diǎn)靜止釋放，沿粗糙程度相同的水平面向右運(yùn)動(dòng)，最遠(yuǎn)到達(dá)B點(diǎn)．在從A到B的過程中，物塊

A. 加速度先減小后增大

B. 經(jīng)過O點(diǎn)時(shí)的速度最大

C. 所受彈簧彈力始終做正功

D. 所受彈簧彈力做的功等于克服摩擦力做的功

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在坐標(biāo)系xOy中，y軸左側(cè)有沿x軸正方向的勻強(qiáng)電場，y軸右側(cè)有垂直紙面向里勻強(qiáng)磁場。一帶正電的粒子a從x軸上的M點(diǎn)垂直x軸以速度v0射入勻強(qiáng)磁場中，粒子的質(zhì)量為m，電荷量為q（粒子重力不計(jì)），粒子經(jīng)過y軸上的Q（0, ）

點(diǎn)后又垂直經(jīng)過x軸上的P（-l，0）點(diǎn)，求：

（1）勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)E；

（2）勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B；

（3）M點(diǎn)的坐標(biāo)；

（4）若從x軸上的M點(diǎn)左側(cè)的某點(diǎn)M′以相同速度射入另一個(gè)相同比荷的粒子b，該粒子飛進(jìn)電場后恰好能夠到達(dá)虛線上（虛線過P點(diǎn)且和x軸垂直），試求M′點(diǎn)的坐標(biāo)。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在水平方向的勻強(qiáng)電場中，用長為L的絕緣細(xì)線，拴住一質(zhì)量為m，帶電量為q的小球，線的上端固定．開始時(shí)連線帶球拉成水平，突然松開后，小球由靜止開始向下擺動(dòng)，當(dāng)細(xì)線轉(zhuǎn)過60°角時(shí)的速度恰好為零．問：

【1】A、B兩點(diǎn)的電勢差UAB為多少？

【2】電場強(qiáng)度為多少？

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