如圖4-4所示，金屬桿在離地高處從靜止開始沿弧形軌道下滑，導(dǎo)軌平行的水平部分有豎直向上的勻強(qiáng)磁場B，水平部分導(dǎo)軌上原來放有一根金屬桿b，已知桿的質(zhì)量為，b桿的質(zhì)量為水平導(dǎo)軌足夠長，不計(jì)摩擦，求：

（1）和b的最終速度分別是多大？

（2）整個過程中回路釋放的電能是多少？

（3）若已知、b桿的電阻之比，其余電阻不計(jì)，

整個過程中，、b上產(chǎn)生的熱量分別是多少？

【小題1】

【小題2】

【小題3】，


解析:

【小題1】（1）下滑過程中機(jī)械能守恒： 

  ①進(jìn)入磁場后，回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，、b都受安培力作用，作減速運(yùn)動，b作加速運(yùn)動，經(jīng)一段時(shí)間，、b速度達(dá)到相同，之后回路的磁通量不發(fā)生變化，感應(yīng)電流為零，安培力為零，二者勻速運(yùn)動，勻速運(yùn)動的速度即為、b的最終速度，設(shè)為，由過程中、b系統(tǒng)所受合外力為零，動量守恒得：                                         

  ②由①②解得最終速度

【小題2】（2）由能量守恒知，回路中產(chǎn)生的電能等于、b系統(tǒng)機(jī)械能的損失，所以，

【小題3】（3）回路中產(chǎn)生的熱量，在回路中產(chǎn)生電能的過程中，雖然電流不恒定，但由于、串聯(lián)，通過、b的電流總是相等的，所以有，所以，，。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（1）在做“用單擺測定重力加速度”的實(shí)驗(yàn)時(shí)：
①需要測量擺球直徑，如圖1所示，擺球直徑為
 
cm；讓刻度尺的零點(diǎn)對準(zhǔn)擺線的懸點(diǎn)，擺線豎直下垂，如圖2所示，那么單擺擺長是
 
．
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②為了提高實(shí)驗(yàn)精度，在實(shí)驗(yàn)中可改變幾次擺長L并測出相應(yīng)的振動周期T，從而得出幾組對應(yīng)的L與T2的數(shù)據(jù)，如圖所示．再以L為橫坐標(biāo)，T2為縱坐標(biāo)，將所得數(shù)據(jù)連成直線，并求得該直線的斜率為k．則重力加速度g=
 
．（用k表示）
（2）某實(shí)驗(yàn)小組利用實(shí)驗(yàn)室提供的器材探究一種金屬絲的電阻率，所用器材包括：輸出為3V的直流穩(wěn)壓電源、電流表、待測金屬絲、螺旋測微器（千分尺）、米尺、電阻箱、開關(guān)和導(dǎo)線等．
①他們截取了一段金屬絲，拉直后固定在絕緣的米尺上，并在金屬絲上夾上一個小金屬夾，金屬夾可在金屬絲上移動．請根據(jù)現(xiàn)有器材，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路，并連接電路實(shí)物圖4．
②實(shí)驗(yàn)的主要步驟如下：
A．正確連接電路，設(shè)定電阻箱的阻值，開啟電源，合上開關(guān)；
B．讀出電流表的示數(shù)，記錄金屬夾的位置；
C．?dāng)嚅_開關(guān)，
 
，合上開關(guān)，重復(fù)B的操作．
③該小組測得電流與金屬絲接入長度關(guān)系的數(shù)據(jù)，并據(jù)此給出了圖5的關(guān)系圖線，其斜率為
 
A-1?m-1（保留三位有效數(shù)字）；圖線縱軸截距與電源電壓的乘積代表了
 
電阻之和．
④他們使用螺旋測微器測量金屬絲的直徑，示數(shù)如圖6所示．金屬絲的直徑是
 
．圖5中圖線的斜率、電源電壓金屬絲橫截面積的乘積代表的物理量是
 
．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖4-4所示，線圈A接交流電源，其電流表達(dá)式為i=Imsin.設(shè)交流電為正半周時(shí)線圈A的上端電勢高于下端電勢，副線圈接光滑導(dǎo)軌及光滑金屬棒ab，導(dǎo)軌間的磁場方向如圖，據(jù)此可知，在0—T時(shí)間內(nèi)ab具有向右加速度的時(shí)間段是

圖4-4

A.0—                                    B.—

C.—                                D.—T

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖4-4所示，位于同一水平面內(nèi)的兩根平行的光滑金屬導(dǎo)軌，處在勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直于導(dǎo)軌所在平面，導(dǎo)軌的一端與一電阻相連；具有一定質(zhì)量的金屬桿ab放在導(dǎo)軌上并與導(dǎo)軌垂直.現(xiàn)有一平行于導(dǎo)軌的恒力F拉桿ab，使它由靜止開始向右運(yùn)動.桿和導(dǎo)軌的電阻、感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場均可不計(jì).用E表示回路中的感應(yīng)電動勢，i表示回路中的感應(yīng)電流，在i隨時(shí)間增大的過程中，電阻消耗的功率等于（    ）

圖4-4

A.F的功率                                  B.安培力的功率的絕對值

C.F與安培力的合力的功率                    D.iE

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科目：高中物理 來源：2012年北京市門頭溝區(qū)高考物理一模試卷（解析版） 題型：解答題

（1）在做“用單擺測定重力加速度”的實(shí)驗(yàn)時(shí)：
①需要測量擺球直徑，如圖1所示，擺球直徑為______cm；讓刻度尺的零點(diǎn)對準(zhǔn)擺線的懸點(diǎn)，擺線豎直下垂，如圖2所示，那么單擺擺長是______．

②為了提高實(shí)驗(yàn)精度，在實(shí)驗(yàn)中可改變幾次擺長L并測出相應(yīng)的振動周期T，從而得出幾組對應(yīng)的L與T2的數(shù)據(jù)，如圖所示．再以L為橫坐標(biāo)，T2為縱坐標(biāo)，將所得數(shù)據(jù)連成直線，并求得該直線的斜率為k．則重力加速度g=______．（用k表示）
（2）某實(shí)驗(yàn)小組利用實(shí)驗(yàn)室提供的器材探究一種金屬絲的電阻率，所用器材包括：輸出為3V的直流穩(wěn)壓電源、電流表、待測金屬絲、螺旋測微器（千分尺）、米尺、電阻箱、開關(guān)和導(dǎo)線等．
①他們截取了一段金屬絲，拉直后固定在絕緣的米尺上，并在金屬絲上夾上一個小金屬夾，金屬夾可在金屬絲上移動．請根據(jù)現(xiàn)有器材，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路，并連接電路實(shí)物圖4．
②實(shí)驗(yàn)的主要步驟如下：
A．正確連接電路，設(shè)定電阻箱的阻值，開啟電源，合上開關(guān)；
B．讀出電流表的示數(shù)，記錄金屬夾的位置；
C．?dāng)嚅_開關(guān)，______，合上開關(guān)，重復(fù)B的操作．
③該小組測得電流與金屬絲接入長度關(guān)系的數(shù)據(jù)，并據(jù)此給出了圖5的關(guān)系圖線，其斜率為______A-1?m-1（保留三位有效數(shù)字）；圖線縱軸截距與電源電壓的乘積代表了______電阻之和．
④他們使用螺旋測微器測量金屬絲的直徑，示數(shù)如圖6所示．金屬絲的直徑是______．圖5中圖線的斜率、電源電壓金屬絲橫截面積的乘積代表的物理量是______．

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