【題目】如圖所示，寬度為L的足夠長的平行金屬導軌固定在絕緣水平面上，導軌的兩端連接阻值為R的電阻。導軌所在空間存在豎直向下的勻強磁場，磁感應強度大小為B。一根質(zhì)量m的導體棒MN放在導軌上與導軌接觸良好，導體棒的有效電阻也為R，導體棒與導軌間的動摩擦因數(shù)為μ，設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。導體棒MN的初始位置與導軌最左端距離為L，導軌的電阻可忽略不計。

(1)若用一平行于導軌的恒定拉力F拉動導體棒沿導軌向右運動，在運動過程中保持導體棒與導軌垂直，求導體棒最終的速度；

(2)若導體棒的初速度為v0，導體棒向右運動L停止，求此過程導體棒中產(chǎn)生的熱量；

(3)若磁場隨時間均勻變化，磁感應強度B＝B0＋kt(k>0)，開始導體棒靜止，從t＝0時刻起，求導體棒經(jīng)過多長時間開始運動以及運動的方向。

【答案】（1）；

（2）；

（3）

【解析】試題分析：（1）導體棒最終勻速運動，設最終速度為v，由法拉第電磁感應定律得：E=BLv，歐姆定律得：，由牛頓第二定律：F=μmg+BIL，

解得：，

（2）由能量守恒定律得：mv02＝μmgS+Q

回路中產(chǎn)生的總焦耳熱Q＝mv02μmgS，

根據(jù)串并聯(lián)電路特點，棒上焦耳熱和電阻上焦耳熱相等，

解得：Q棒＝mv02μmgS

（3）磁感應強度B=B0+kt，由法拉第電磁感應定律得：，歐姆定律得：

導體棒恰好運動時，由牛頓第二定律（B0+kt）IL=μmg，即：解得：

由楞次定律得導體棒將向左運動

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在“用單擺測定重力加速度”的實驗中

（1）測得擺線長101cm，擺球直徑為2．00cm，單擺做50次全振動所經(jīng)歷的時間為101．5s，則當?shù)氐闹亓铀俣戎礸= m/s2（π=3．14 保留3位有效數(shù)字）．

（2）如果測得g值偏大，可能的原因是（ ）

A．測擺線長時擺線拉得過緊。

B．擺線上端懸點未固定，振動中出現(xiàn)松動，使擺線長度增加了。

C．開始計時時，秒表過遲按下

D．實驗中誤將49次全振動次數(shù)記為50次

E．漏測了小球的半徑，把擺線長直接當作擺長進行計算。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】研究放射性元素射線性質(zhì)的實驗裝置如圖所示。兩塊平行放置的金屬板A、B分別與電源的兩極a、b連接，放射源發(fā)出的射線從其上方小孔向外射出。則

A．a為電源正極，到達A板的為α射線

B．a為電源正極，到達A板的為β射線

C．a為電源負極，到達A板的為α射線

D．a為電源負極，到達A板的為β射線

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】利用圖2裝置做“驗證機械能守恒定律”實驗。

①為驗證機械能是否守恒，需要比較重物下落過程中任意兩點間的。

A．動能變化量與勢能變化量

B．速度變化量和勢能變化量

C．速度變化量和高度變化量

②除帶夾子的重物、紙帶、鐵架臺（含鐵夾）、電磁打點計時器、導線及開關外，在下列器材中，還必須使用的兩種器材是。

A．交流電源

B．刻度尺

C．天平（含砝碼）

③實驗中，先接通電源，再釋放重物，得到圖3所示的一條紙帶。在紙帶上選取三個連續(xù)打出的點A、B、C，測得它們到起始點O的距離分別為hA、hB、hC。

已知當?shù)刂亓铀俣葹間，打點計時器打點的周期為T。設重物的質(zhì)量為m。從打Ｏ點到打Ｂ點的過程中，重物的重力勢能變化量＝ ，動能變化量＝ 。

④大多數(shù)學生的實驗結果顯示，重力勢能的減少量大于動能的增加量，原因是。

A．利用公式計算重物速度

B．利用公式計算重物速度

C．存在空氣阻力和摩擦阻力的影響

D．沒有采用多次實驗取平均值的方法

⑤某同學想用下述方法研究機械能是否守恒，在紙帶上選取多個計數(shù)點，測量它們到起始點O的距離h，計算對應計數(shù)點的重物速度v，描繪v2-h圖像，并做如下判斷：若圖像是一條過原點的直線，則重物下落過程中機械能守恒。請你分析論證該同學的判斷依據(jù)是否正確。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲的光電門傳感器是測定物體通過光電門的時間的儀器，其原理是發(fā)射端發(fā)出一束很細的紅外線到接收端，當固定在運動物體上的一個已知寬度為d的擋光板通過光電門擋住紅外線時，和它連接的數(shù)字計時器可記下?lián)豕獾臅r間，則可以求出運動物體通過光電門的瞬時速度大小。

（1）為了減小測量瞬時速度的誤差，應選擇寬度比較_____（選填“寬”或“窄”）的擋光板。

（2）如圖乙是某同學利用光電門傳感器探究小車加速度與力之間關系的實驗裝置，他將該光電門固定在水平軌道上的B點，用不同的重物通過細線拉同一小車，小車每次都從同一位置A點靜止釋放。

①如圖丙所示，用游標卡尺測出擋光板的寬度d=_____mm，實驗時將小車從圖乙A點靜止釋放，由數(shù)字計時器記下?lián)豕獍逋ㄟ^光電門時擋光時間間隔，則小車通過光電門時的瞬時速度大小為_____m/s；

②實驗中設小車的質(zhì)量為，重物的質(zhì)量為，則在與滿足關系式_______時可近似認為細線對小車的拉力大小與重物的重力大小相等；

③測出多組重物的質(zhì)量和對應擋光板通過光電門的時間，并算出小車經(jīng)過光電門時的速度v，通過描點作出兩物理量的線性關系圖像，可間接得出小車的加速度與力之間的關系。處理數(shù)據(jù)時應作出________圖像（選填“”或“”）；

④某同學在③中作出的線性關系圖像不過坐標原點，如圖丁所示（圖中的m表示或），其可能的原因是__________

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某物理課外小組利用圖（a）中的裝置探究物體加速度與其所受合外力之間的關系。圖中，置于實驗臺上的長木板水平放置，其右端固定一輕滑輪；輕繩跨過滑輪，一端與放在木板上的小滑車相連，另一端可懸掛鉤碼。本實驗中可用的鉤碼共有N=5個，每個質(zhì)量均為0.010kg。實驗步驟如下：

（1）將5個鉤碼全部放入小車中，在長木板左下方墊上適當厚度的小物快，使小車（和鉤碼）可以在木板上勻速下滑。

（2）將n（依次取n=1，2，3，4，5）個鉤碼掛在輕繩右端，其余N－n個鉤碼仍留在小車內(nèi)；用手按住小車并使輕繩與木板平行。釋放小車，同時用傳感器記錄小車在時刻t相對于其起始位置的位移s，繪制s-t圖像，經(jīng)數(shù)據(jù)處理后可得到相應的加速度a。

（3）對應于不同的n的a值見下表。n=2時的s-t圖像如圖（b）所示；由圖（b）求出此時小車的加速度（保留2位有效數(shù)字），將結果填入下表。

n

1

2

3

4

5

0.20

0.58

0.78

1.00

（4）利用表中的數(shù)據(jù)在圖（c）中補齊數(shù)據(jù)點，并作出a-n圖像。從圖像可以看出：當物體質(zhì)量一定時，物體的加速度與其所受的合外力成正比。

（5）利用a–n圖像求得小車（空載）的質(zhì)量為_______kg（保留2位有效數(shù)字，重力加速度取g=9.8 m·s–2）。

（6）若以“保持木板水平”來代替步驟（1），下列說法正確的是_______（填入正確選項前的標號）

A．a(chǎn)–n圖線不再是直線

B．a(chǎn)–n圖線仍是直線，但該直線不過原點

C．a(chǎn)–n圖線仍是直線，但該直線的斜率變大

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某同學改裝和校準電壓表的電路圖如圖所示，圖中虛線框內(nèi)是電壓表的改裝電路。

（1）已知表頭G滿偏電流為100 μA，表頭上標記的內(nèi)阻值為900 Ω。R1、R2和R3是定值電阻。利用R1和表頭構成1 mA的電流表，然后再將其改裝為兩個量程的電壓表。若使用a、b兩個接線柱，電壓表的量程為1 V；若使用a、c兩個接線柱，電壓表的量程為3 V。則根據(jù)題給條件，定值電阻的阻值應選R1=_______Ω，R2=_______Ω，R3=_______Ω。

（2）用量程為3 V，內(nèi)阻為2 500 Ω的標準電壓表對改裝表3 V擋的不同刻度進行校準。所用電池的電動勢E為5 V；滑動變阻器R有兩種規(guī)格，最大阻值分別為50 Ω和5 kΩ。為方便實驗中調(diào)節(jié)電壓，圖中R應選用最大阻值為______Ω的滑動變阻器。

（3）校準時，在閉合開關S前，滑動變阻器的滑動端P應靠近_______（填“M”或“N”）端。

（4）若由于表頭G上標記的內(nèi)阻值不準，造成改裝后電壓表的讀數(shù)比標準電壓表的讀數(shù)偏小，則表頭G內(nèi)阻的真實值_______（填“大于”或“小于”）900 Ω。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】用如圖所示電路測量電源的電動勢和內(nèi)阻。實驗器材：待測電源（電動勢約3 V，內(nèi)阻約2 Ω），保護電阻R1（阻值10 Ω）和R2（阻值5 Ω），滑動變阻器R，電流表A，電壓表V，開關S，導線若干。

實驗主要步驟：

（i）將滑動變阻器接入電路的阻值調(diào)到最大，閉合開關；

（ii）逐漸減小滑動變阻器接入電路的阻值，記下電壓表的示數(shù)U和相應電流表的示數(shù)I；

（iii）以U為縱坐標，I為橫坐標，作U–I圖線（U、I都用國際單位）；

（iv）求出U–I圖線斜率的絕對值k和在橫軸上的截距a。

回答下列問題：

（1）電壓表最好選用_____；電流表最好選用_____。

A．電壓表（0~3 V，內(nèi)阻約15 kΩ）

B．電壓表（0~3 V，內(nèi)阻約3 kΩ）

C．電流表（0~200 mA,內(nèi)阻約2 Ω）

D．電流表（0~30 mA,內(nèi)阻約2 Ω）

（2）滑動變阻器的滑片從左向右滑動，發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)增大。兩導線與滑動變阻器接線柱連接情況是_____。

A．兩導線接在滑動變阻器電阻絲兩端接線柱

B．兩導線接在滑動變阻器金屬桿兩端接線柱

C．一條導線接在滑動變阻器金屬桿左端接線柱，另一條導線接在電阻絲左端的接線柱

D．一條導線接在滑動變阻器金屬桿右端接線柱，另一條導線接在電阻絲右端的接線柱

（3）選用k、a、R1和R2表示待測電源的電動勢E和內(nèi)阻r的表達式E=______，r=______，代入數(shù)值可得E和r的測量值。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示為著名的“阿特伍德機”裝置示意圖�？邕^輕質(zhì)定滑輪的輕繩兩端懸掛兩個質(zhì)量均為M的物塊，當左側物塊附上質(zhì)量為m的小物塊時，該物塊由靜止開始加速下落，下落h后小物塊撞擊擋板自動脫離，系統(tǒng)以v勻速運動。忽略系統(tǒng)一切阻力，重力加速度為g．若測出v，則可完成多個力學實驗。下列關于此次實驗的說法，正確的是

A．系統(tǒng)放上小物塊后，輕繩的張力增加了mg

B．可測得當?shù)刂亓铀俣?/span>

C．要驗證機械能守恒，需驗證等式mgh＝Mv2，是否成立

D．要探究合外力與加速度的關系，需探究是否成立

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