【題目】物理現(xiàn)象的分析有宏觀與微觀兩個視角�，F(xiàn)討論如下情境：在豎直向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，兩根足夠長的光滑平行金屬軌道MN、PQ固定在水平面內(nèi)，相距為L，電阻不計。電阻為R、質(zhì)量為m的金屬導(dǎo)體棒ab垂直于MN、PQ放在軌道上，與軌道接觸良好，導(dǎo)體棒ab的中點(diǎn)用輕繩經(jīng)過滑輪與質(zhì)量為M的物塊相連。物塊放在水平地面上，輕繩處于豎直方向上剛好張緊，如圖1所示。MP間接有電動勢為E、內(nèi)阻為r的電源，其它連接導(dǎo)線的電阻不計，不計一切摩擦。已知：B=1T，L=0.5m，R=2Ω，E=3V，r=1Ω，M=0．02kg，m=0．01kg，g=10m/s2，電子的質(zhì)量為m0，電量為e。閉合S，導(dǎo)體棒ab從靜止開始向運(yùn)動，若某時刻導(dǎo)體棒運(yùn)動速度為v，此時回路中的電流可用公式進(jìn)行計算，為回路中的總電阻。求：

（1）閉合電鍵S瞬間，電路中的電流；

（2）分析導(dǎo)體棒水平方向所受各力變化的情況，定性畫出導(dǎo)體棒速度與時間的變化圖像；

（3）計算導(dǎo)體棒穩(wěn)定運(yùn)動后，自由電荷運(yùn)動沿棒方向受到的碰撞阻力的平均值與沿棒方向的洛倫茲力大小的比值。

【答案】（1）1A；（2）見解析；（3）

【解析】

（1）閉合電鍵瞬間，電路中的電流

（2）由牛頓第二定律：對導(dǎo)體棒

由牛頓第二定律：對重物

可得

導(dǎo)體棒由靜止開始向做加速運(yùn)動，隨著速度的增大，安培力逐漸減小，加速度逐漸減小。結(jié)論：導(dǎo)體棒做的是加速度逐漸減小的加速運(yùn)動，最后做勻速運(yùn)動。

速度隨時間變化的圖像如圖所示

（3）導(dǎo)體棒穩(wěn)定后做勻速運(yùn)動

可得

方法一：導(dǎo)體棒中的電子沿棒方向受力如下圖所示：

ab棒路端電壓

ab棒內(nèi)部電場的場強(qiáng)為

由平衡關(guān)系

平均阻力與沿棒方向洛倫茲力大小的比值為

方法二：設(shè)自由電子沿棒方向運(yùn)動的平均速度為，由微觀與宏觀的對應(yīng)關(guān)系可知

帶入數(shù)據(jù)可得

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】如圖所示，ABC為等邊三角形，電荷量為+q的點(diǎn)電荷固定在A點(diǎn)．先將一電荷量也為+q的點(diǎn)電荷Q1從無窮遠(yuǎn)處（電勢為0）移到C點(diǎn)，此過程中，電場力做功為-W．再將Q1從C點(diǎn)沿CB移到B點(diǎn)并固定．最后將一電荷量為-2q的點(diǎn)電荷Q2從無窮遠(yuǎn)處移到C點(diǎn)．下列說法正確的有

A. Q1移入之前，C點(diǎn)的電勢為

B. Q1從C點(diǎn)移到B點(diǎn)的過程中，所受電場力做的功為0

C. Q2從無窮遠(yuǎn)處移到C點(diǎn)的過程中，所受電場力做的功為2W

D. Q2在移到C點(diǎn)后的電勢能為-4W

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，A、B兩個物體相互接觸，但并不黏合，放置在水平面上，水平面與物體間的摩擦力可忽略，已知mA=4kg，mB=6kg。從t＝0開始，推力FA和拉力FB分別作用于A、B上，FA、FB隨時間的變化規(guī)律為：FA=8-2t(N)，FB=2+2t(N)。則（　�。�

A.t＝0時，A物體的加速度為2m/s2

B.t＝0時，A、B之間的相互作用力為4N

C.t＝1.5s時，A、B開始分離

D.A、B開始分離時的速度為3m/s

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，用長為l的細(xì)繩拴著質(zhì)量為m的小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動，則下列說法中正確的是(　　)

A.小球在圓周最高點(diǎn)時所受的向心力一定為重力

B.小球在最高點(diǎn)時繩子的拉力不可能為零

C.若小球剛好能在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動，則其在最高點(diǎn)的速率為0

D.小球過最低點(diǎn)時繩子的拉力一定大于小球重力

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，一電子以初速度v沿與金屬板平行方向飛入MN極板間，突然發(fā)現(xiàn)電子向M板偏轉(zhuǎn)，若不考慮磁場對電子運(yùn)動方向的影響，則產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因可能是（　�。�

A. 開關(guān)S閉合瞬間

B. 開關(guān)S由閉合后斷開瞬間

C. 開關(guān)S是閉合的，變阻器滑片P向左迅速滑動

D. 開關(guān)S是閉合的，變阻器滑片P向右迅速滑動

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】為觀察電磁感應(yīng)現(xiàn)象，某學(xué)生將電流表、螺旋管A和B、電池組、滑動變阻器、電鍵接接成如圖所示的實(shí)驗(yàn)電路：

(1)該同學(xué)將線圈B放置在線圈A中，閉合、斷開電鍵時，電流表指針都沒有偏轉(zhuǎn)，其原因是___A

A.電鍵的位置接錯

B.電流表的正、負(fù)接線柱上導(dǎo)線接反

C.線圈B的兩個接線柱上導(dǎo)線接反

D.蓄電池的正、負(fù)極接反

(2)電路連接的錯誤改正后，該同學(xué)在閉合電鍵時發(fā)現(xiàn)電流表指針向右偏轉(zhuǎn)，則如果向右移動滑動變阻器的滑片（滑動變阻器接入電路的方式仍然如圖中所示），則電流表的指針向_______右（選填“左”或“右”）偏轉(zhuǎn)．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，質(zhì)量為m的木塊A，放在斜面B上，若A和B在水平地面上以相同的速度向左做勻速直線運(yùn)動，則A和B之間的相互作用力大小為（ ）

A．mg B．mgsinθ C．mgcosθ D．不能確定

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】甲、乙兩列波振幅分別為A、，在同一介質(zhì)中相向傳播，某時刻的波形圖如圖所示，x=4m處的質(zhì)點(diǎn)再過1s將第一次到達(dá)波谷，以下說法正確的是（　�。�

A.這兩列波能不能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象

B.經(jīng)過4s兩波會相遇

C.x=7m處的質(zhì)點(diǎn)振幅為A

D.x=6m處的質(zhì)點(diǎn)振動加強(qiáng)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某興趣小組通過實(shí)驗(yàn)測量一個標(biāo)準(zhǔn)電池組的電動勢和內(nèi)阻，實(shí)驗(yàn)原理圖如圖甲所示，定值電阻R0的標(biāo)稱值為4.0.Ω

(1)閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)滑動變阻器R，發(fā)現(xiàn)電壓表有讀數(shù)，而電流表讀數(shù)為0.用多用電表排查故障，在使用多用電表前，發(fā)現(xiàn)指針不在左邊“0”刻度線處，應(yīng)先調(diào)整圖乙中多用電表的__________ （選填“A”，“B”或“C”）

(2)將紅、黑表筆分別插入“+”、“-”插孔，選直流電壓10V檔檢測故障，在圖甲中，將多用電表的_________（選填“紅”或“黑”）表筆接入a端，另一表筆接入b端發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)，說明a、b間_______（選填“短路”或“斷路”）。

(3)排除故障后，某次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)如下表所示：

根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，在圖丙的方格紙上作出了U-I圖像，由圖像求得電動勢E=__________V，內(nèi)阻r=_______ Ω。（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）

(4)將測量結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)電池組說明書中給出的參數(shù)比較發(fā)現(xiàn)：電動勢的測量值與已知值幾乎相同，但內(nèi)阻的測量值偏大。若測量過程無誤，則內(nèi)阻測量值偏大的原因可能是_______

A.電壓表內(nèi)阻的影響

B.電流表內(nèi)阻的影響

C.滑動變阻器R的最大值偏小

D.R0的標(biāo)稱值比實(shí)際阻值偏小

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