【題目】如圖所示，固定光滑金屬導軌間距為L，導軌電阻不計，上端a、b間接有阻值為R的電阻，導軌平面與水平面的夾角為θ，且處在磁感應強度大小為B、 方向垂直于導軌平面向上的勻強磁場中.質(zhì)量為m、電阻為r的導體棒與固定彈簧相連后放在導軌上.初始時刻，彈簧恰處于自然長度，導體棒具有沿導軌向上的初速度v0.整個運動過程中導體棒始終與導軌垂直并保持良好接觸.已知彈簧的勁度系數(shù)為k，彈簧的中心軸線與導軌平行.

(1)求初始時刻通過電阻R的電流I的大小和方向；

(2)當導體棒第一次回到初始位置時，速度變?yōu)?/span>v，求此時導體棒的加速度大小a.

【答案】(1)　 電流方向為b→a　(2)gsin θ－

【解析】

(1)導體棒產(chǎn)生的感應電動勢為：E1＝BLv0

根據(jù)閉合電路歐姆定律得通過R的電流大小為：

根據(jù)右手定則判斷得知：電流方向為b→a

(2)導體棒第一次回到初始位置時產(chǎn)生的感應電動勢為：E2＝BLv

根據(jù)閉合電路歐姆定律得感應電流為：

導體棒受到的安培力大小為：F＝BIL＝ ，方向沿斜面向上；導體棒受力如圖所示：

根據(jù)牛頓第二定律有：mgsin θ－F＝ma

解得：a＝gsin θ－

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，直角坐標系xOy位于豎直平面內(nèi)，在x軸下方存在勻強磁場和勻強電場，磁場的磁感應強度大小為B，方向垂直xOy平面向里，電場線平行于y軸。一質(zhì)量為m、帶電量為 +q的小球，從y軸上的A點水平向右拋出，經(jīng)x軸上M點進入電磁場，恰能做勻速圓周運動，從x軸上的N點第一次離開電磁場，MN之間的距離為L，小球過M 點時的速度方向與x軸正方向夾角為θ。不計空氣阻力，重力加速度為g，求：

（1）電場強度E的大小和方向；

（2）小球從A點拋出時初速度v0的大��；

（3）現(xiàn)使x軸下方的勻強磁場消失，x軸下方只有平行于y軸的勻強電場，當電場強度調(diào)整為多大時能使小球也經(jīng)過N點。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】近年來，京津冀地區(qū)加大了對大氣污染治理工作的力度，空氣質(zhì)量進一步好轉(zhuǎn)，2018年北京地區(qū)空氣質(zhì)量為優(yōu)良的天數(shù)達到了227天．空氣中的污染顆粒可用飛行時間質(zhì)譜儀來研究．質(zhì)譜儀通過測量帶電粒子的飛行時間，可以得到粒子的比荷，從而進一步研究污染顆粒的特性．

某種型號的飛行時間質(zhì)譜儀結(jié)構(gòu)簡圖如圖所示：主要由脈沖閥，激光器，、兩平行極板間的加速電場，、間的無場漂移區(qū)（該區(qū)域不存在電場）以及緊鄰無場漂移區(qū)的探測器組成，探測器可以接收和觀察帶電粒子．板上的小孔與板上小孔的連線垂直于、兩板．已知、兩板間距為、電壓為；、間的無場漂移區(qū)的長度為．

測量時，儀器內(nèi)部處于真空狀態(tài)，脈沖閥釋放微量氣體，經(jīng)激光照射，氣體微粒成為帶電粒子，帶電粒子從板上的小孔進入電場，從板上小孔射出，沿方向進入無場漂移區(qū)，然后到達探測器．忽略帶電粒子進入板時的速度，不計粒子所受重力和粒子間的相互作用．

（1）試定性描述從小孔到達探測器的過程中，帶電粒子的速度變化情況；

（2）若某帶電粒子從小孔到達探測器的總飛行時間為，求該粒子的比荷；

（3）增大帶電粒子在質(zhì)譜儀中的飛行時間，可以提高測量粒子比荷的準確程度．為了提高測量的準確程度，在、兩板間電壓不變的情況下，請根據(jù)儀器的工作原理，提出一個改進儀器結(jié)構(gòu)的合理設(shè)想．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，AB部分為粗糙的四分之一圓弧軌道，半徑為R，A點與圓心O等高。一質(zhì)量為m的小物體自軌道A點以大小不變的速度v沿軌道運動到B點，取小物體在A點開始運動時為計時起點，且此時的重力勢能為零，重力加速度為g，則在此過程中（ ）

A.小物體到達圓弧底端時，重力做功的瞬時功率為0

B.重力做的功大于小物體克服摩擦力做的功

C.t時刻小物體的重力勢能為

D.t時刻小物體的機械能為

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某實驗小組利用圖甲所示的裝置進行“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗。小車及車中的砝碼質(zhì)量用M表示，鉤碼質(zhì)量用m表示，小車的加速度可由打點計時器打出的點計算出：

①實驗時，某同學沒有進行平衡摩擦力這一步驟，他將每組數(shù)據(jù)在坐標紙上描點、畫線得到a-F圖象，可能是圖乙中的_________圖線；（選填A、B、C）

②關(guān)于本實驗，下列說法正確的是_________。

A．實驗時應先釋放小車后接通電源

B．小車質(zhì)量應遠遠大于鉤碼的質(zhì)量

C．每次改變小車質(zhì)量時，都應重新平衡摩擦力

D．平衡摩擦力時，應將鉤碼用細線繞過定滑輪系在小車上

E．小車運動的加速度可用天平測出m和M，直接用公式求出

③如圖丙為本實驗中得到的一條清晰紙帶，紙帶上兩相鄰計數(shù)點的時間間隔T=0.10s，由該紙帶可求得小車的加速度a=_________m/s2。（計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】楞次在利用如圖所示的裝置探究判斷產(chǎn)生感應電流方向的規(guī)律時，下列說法正確的是（ ）

A.線圈中的感應電流產(chǎn)生的磁場總是與磁鐵產(chǎn)生的磁場方向相反

B.線圈中的感應電流產(chǎn)生的磁場總是與磁鐵產(chǎn)生的磁場方向相同

C.不管哪個磁極在下，只要磁鐵向下插入線圈，線圈中就會產(chǎn)生如圖所示的感應電流

D.只有N極在下插入線圈或S極在下拔出線圈時，線圈中才產(chǎn)生如圖所示的感應電流

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，一質(zhì)量為m的滑塊以初速度v0從固定于地面的斜面底端A開始沖上斜面，到達某一高度后返回A，斜面與滑塊之間有摩擦．下圖中分別表示它在斜面上運動的速度v、加速度a、勢能Ep和機械能E隨時間的變化圖象，可能正確的是( )

A.B.

C.D.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖矩形區(qū)域abcd為有界勻強電場、勻強磁場的邊界，bd對角線為電場和磁場的分界線，且與bc邊夾角為600，bc=5m，電場強度為E=6.0×104N/C。在bc邊界上P點有一放射源在紙面所在平面內(nèi)向磁場中的個方向發(fā)射質(zhì)量為m=1.0×10-20kg、電荷量為q=1.0×10-12C的正電粒子，bP=。已知射入電場的粒子在磁場中運動的最長時間為。求：

（1）勻強磁場的磁感應強度及粒子的速度大小；

（2）射入電場的粒子在磁場中運動的最短時間及此粒子射出電場的位置

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，MN、PQ是兩根足夠長的光滑平行金屬導軌，導軌間距為L=0.5m，導軌所在平面與水平面夾角θ=37°，M、P間接阻值為R=9Ω的電阻。勻強磁場的方向與導軌所在平面垂直，磁感應強度大小為B=2T。質(zhì)量為m=0.1kg、阻值為r=1Ω的金屬棒放在兩導軌上，在平行于導軌的恒定拉力F=1N作用下，從靜止開始向上運動。已知金屬棒與導軌始終垂直并且保持良好接觸，導軌電阻不計，導軌和磁場足夠大，重力加速度為g=10m/s2。求：

（1）當金屬棒的速度為2m/s2時的加速度；

（2）金屬棒能獲得的最大速度；

（3）若金屬棒從開始運動到獲得最大速度在導軌上滑行的距離是2.5m，求這一過程中R上產(chǎn)生的焦耳熱。

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