12如圖甲所示,放置在水平桌面上的兩條光滑導軌間的距離L=1m,質(zhì)量m=1kg的光滑導體棒放在導軌上,導軌左端與阻值R=4Ω的電阻相連,導體棒及導軌的電阻不計,所在位置有磁感應(yīng)強度為B=2T的勻強磁場,磁場的方向垂直導軌平面向下,F(xiàn)在給導體棒施加一個水平向右的恒定拉力F,并每隔0.2s測量一次導體棒的速度,乙圖是根據(jù)所測數(shù)據(jù)描繪出導體棒的v-t圖象。設(shè)導軌足夠長,求:

1)力F的大;

2t =1.2s時,導體棒的加速度;

3)估算1.6s內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的熱量。

 

110N 23m/s2 348J

【解析】

試題分析:1)由圖可知,導體棒運動的速度達到10m/s時開始做勻速運動,此時安培力和拉力F大小相等。導體棒勻速運動的速度

勻速運動后導體棒上的電動勢: (1)

導體棒受的安培力: (2)

則: (1)

2)由圖可知,時間t=1.2s時導體棒的速度

此時導體棒上的電動勢: (1)

導體棒受的安培力:N7N (2)

由牛頓定律得: (1)

3)由圖知,到1.6s處,圖線下方小方格的個數(shù)為40個,每個小方格代表的位移為

所以1.6s內(nèi)導體棒的位移 (2)

拉力F做功 (1)

由圖知此時導體棒的速度

導體棒動能

根據(jù)能量守恒定律,產(chǎn)生的熱量 (1)

(說明:格數(shù)為39~42均正確 ,答案范圍46 ~52J

考點:安培力磁感應(yīng)定律量守恒

 

練習冊系列答案
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某靜電場中的電場線如圖所示,帶電粒子在電場中僅受電場力作用,其運動軌跡是圖中虛線,由M運動到N,以下說法正確的是( )

A、粒子是負電荷

B、粒子在M點的加速度大于N點的加速度

C、粒子在M點的電勢能小于N點的電勢能

D、粒子在M點的動能小于N點的動能

 

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A.若上極板A不動,下極板B上移,粒子仍沿下極板B的邊緣飛出

B.若上極板A不動,下極板B上移,粒子將打在下板B

C.若下極板B不動,上極板A上移,粒子將打在下板B

D.若下極板B不動,上極板A上移,粒子仍沿下極板B的邊緣飛出

 

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如圖所示,帶異種電荷的粒子ab以相同的動能同時從O點射入寬度為d的有界勻強磁場,兩粒子的入射方向與磁場邊界的夾角分別為30°60°,且同時到達P點,則 ( )

A.粒子a、b的電量之比是 2:3

B.粒子a、b的電量之比是 8:3

C.粒子ab的質(zhì)量之比是 4:3

D.粒子a、b的質(zhì)量之比是 3:4

 

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在真空中上、下兩個區(qū)域均為豎直向下的勻強電場,其電場線分布如圖所示,有一帶負電的微粒,從上邊區(qū)域沿一條電場線以速度v0勻速下落,并進入下邊區(qū)域(該區(qū)域的電場足夠廣),在如圖所示的速度——時間圖象中,符合粒子在電場內(nèi)運動情況的是(

 

 

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如圖,在方向豎直向下、磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中,沿水平面固定一個V字型金屬框架CAD,已知A=θ,導體棒EF在框架上從A點開始在外力作用下,沿垂直EF方向以速度v勻速向右平移,使導體棒和框架始終構(gòu)成等腰三角形回路。已知框架和導體棒的材料和橫截面積均相同,其單位長度的電阻均為R,框架和導體棒均足夠長,導體棒運動中始終與磁場方向垂直,且與框架接觸良好。關(guān)于回路中的電流I和消耗的電功率P隨時間t變化關(guān)系的下列四個圖象中可能正確的是

 

 

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A.適當減小磁感應(yīng)強度

B.使磁場反向

C.適當增大電流強度

D.使電流反向

 

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A.電子往復運動 (設(shè)不與板撞擊)

B.往復運動周期為2秒(設(shè)不與板撞擊)

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A.電源消耗的總功率減少

B.外電路消耗的功率逐漸減少

C.外電路消耗的功率先增大后減少

D.電壓表的讀數(shù)增大,電流表的讀數(shù)減小

 

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