【題目】如圖所示，兩根足夠長的光滑金屬導(dǎo)軌ab、cd與水平面成=30°角且固定，導(dǎo)軌間距離為L=2.0 m，電阻不計(jì)。在導(dǎo)軌上端接一個(gè)阻值為R0的定值電阻。在c、N之間接有電阻箱。整個(gè)系統(tǒng)置于勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向與導(dǎo)軌所在平面垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=1 T；現(xiàn)將一質(zhì)量為m、電阻可以忽略的金屬棒MN從圖示位置由靜止開始釋放。金屬棒下滑過程中與導(dǎo)軌接觸良好。不計(jì)一切摩擦。改變電阻箱的阻值R，測定金屬棒的最大速度vm，得到vm–R的關(guān)系如圖所示。若軌道足夠長，重力加速度g取10 m/s2。求：

（1）金屬桿的質(zhì)量m和定值電阻R0的阻值；

（2）當(dāng)電阻箱R取3.5 Ω時(shí)，且金屬桿的加速度為3 m/s2時(shí)，此時(shí)金屬棒的速度。

【答案】（1）m=0.8kg；R0=0.5Ω（2）1.6m/s

【解析】試題分析：根據(jù) E=BLv、歐姆定律和安培力、F=BIL推導(dǎo)出安培力的表達(dá)式，當(dāng)桿勻速運(yùn)動時(shí)速度最大，由平衡條件得到最大速度vm與R的關(guān)系式，根據(jù)圖象的斜率和縱截距求解金屬桿的質(zhì)量m和電阻R0的阻值；當(dāng)金屬棒的加速度為3m/s2時(shí)時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律求解速度.

（1）金屬棒以速度vm下滑時(shí)，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律：E=BLvm

由閉合電路的歐姆定律可知：E=I（R+R0）

當(dāng)金屬棒以最大速度下滑時(shí)有：

聯(lián)立解得：

由vm–R圖線可知：；

解得：m=0.8kg；R0=0.5Ω

（2）設(shè)金屬棒下滑的速度為v，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知：E’=BLv

由閉合電路的歐姆定律可知：E’=I（R+R0）

當(dāng)金屬桿下滑的加速度為3 m/s2時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律可得：

解得v=1.6m/s

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】一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷一系列狀態(tài)變化，其p-圖線如圖所示，變化順序由a→b→c→d→a，圖中ab線段延長線過坐標(biāo)原點(diǎn)，cd線段與p軸垂直，da線段與軸垂直．氣體在此狀態(tài)變化過程中（　�。�

A. a→b，壓強(qiáng)減小、溫度不變、體積增大

B. b→c，壓強(qiáng)增大、溫度降低、體積減小

C. c→d，壓強(qiáng)不變、溫度降低、體積減小

D. d→a，壓強(qiáng)減小、溫度升高、體積不變

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某學(xué)習(xí)小組利用如圖甲所示裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，實(shí)驗(yàn)中電火花計(jì)時(shí)器所用的交流電源的頻率為f，得到如圖乙所示的紙帶，測量出圖中的s1、s2及AB距離s，已知重物的質(zhì)量為m，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?/span>g.

(1)在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí),與重物相連的是紙帶的___端(選填“左”或“右”).

(2)圖丙是用刻度尺測量打點(diǎn)AB間的距離，則AB間的距離s為___m.

(3)打下B點(diǎn)時(shí),重物的速度大小表式為vB=___.

(4)取A、B為研究的初、末位置，則驗(yàn)證機(jī)械能守恒成立的表達(dá)式是___.（用題中字母表示）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示是某質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動的位移-時(shí)間(x-t)關(guān)系圖象，根據(jù)圖象下列判斷正確的是(　　)

A. 該質(zhì)點(diǎn)做的是曲線運(yùn)動

B. 質(zhì)點(diǎn)在0～14s內(nèi)的平均速度大小為1.0m/s

C. 質(zhì)點(diǎn)在0～10s內(nèi)和0～20s內(nèi)的平均速度不同

D. 質(zhì)點(diǎn)在t＝10s時(shí)的瞬時(shí)速度一定等于它在0～20s內(nèi)的平均速度

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某次實(shí)驗(yàn)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器交流電的頻率為 50Hz，紙帶的記錄如圖所示,圖中 O 點(diǎn)為紙帶的第一個(gè)點(diǎn)，接下來的前幾個(gè)點(diǎn)模糊,因此從 A 點(diǎn)開始每隔 4 個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),推測紙帶的運(yùn)動是____________（選填“加速”還是“減速”）在打出 A、F 這兩點(diǎn)的時(shí)間間隔中，紙帶運(yùn)動的平均速度是____________m/s；打 B 點(diǎn)的瞬時(shí)速度為_________m/s。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，帶有等量異種電荷平行金屬板M、N豎直放置，M、N兩板間的距離d＝0．5 m�，F(xiàn)將一質(zhì)量m＝1×10-2 kg、電荷量q＝4×10-5 C的帶電小球從兩極板上方的A點(diǎn)以v0＝4 m/s的初速度水平拋出，A點(diǎn)距離兩板上端的高度h＝0．2 m；之后小球恰好從靠近M板上端處進(jìn)入兩板間，沿直線運(yùn)動碰到N板上的C點(diǎn)，該直線與曲線的末端相切。設(shè)勻強(qiáng)電場只存在于M、N之間，不計(jì)空氣阻力，取g＝10 m/s2。求：

（1）小球到達(dá)M極板上邊緣B位置時(shí)速度的大小和方向；

（2）M、N兩板間的電場強(qiáng)度的大小和方向；

（3）小球到達(dá)C點(diǎn)時(shí)的動能。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某興趣小組的同學(xué)們在做“用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測速度”的實(shí)驗(yàn)中，讓重錘自由下落，打出的一條紙帶如圖所示，圖中直尺的單位為cm，點(diǎn)O為紙帶上記錄到的第一點(diǎn)，點(diǎn)A、B、C、D…依次表示點(diǎn)O以后連續(xù)的各點(diǎn)．已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔T=0.02s打一個(gè)點(diǎn)．

（1）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下點(diǎn)G時(shí)重錘的速度可用表達(dá)式vG=_____進(jìn)行計(jì)算，式中各量的意義是_____．

（2）用上式計(jì)算出打下點(diǎn)G時(shí)重錘的速度為vG=_____m/s．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，一平板車以某一速度v0勻速行駛，某時(shí)刻一貨箱(可視為質(zhì)點(diǎn))無初速度地放置于平板車上，貨箱離車后端的距離為l＝3m，貨箱放入車上的同時(shí)，平板車開始剎車，剎車過程可視為做a＝4m/s2的勻減速直線運(yùn)動．已知貨箱與平板車之間的動摩擦因數(shù)為μ＝0.2，g＝10m/s2.為使貨箱不從平板車上掉下來，平板車勻速行駛的速度v0應(yīng)滿足什么條件？

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】（題文）甲．乙兩質(zhì)點(diǎn)從同一地點(diǎn)出發(fā)沿同一直線運(yùn)動，它們的速度——時(shí)間圖像如圖所示，則兩質(zhì)點(diǎn)（ ）

A. 前內(nèi)的平均速度相等

B. 前內(nèi)運(yùn)動方向相同

C. 加速度方向相反

D. 末的速度相等

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