【題目】如圖甲所示，絕緣水平面上固定著兩根足夠長(zhǎng)的光滑金屬導(dǎo)軌 PQ、MN，相距為L=0.5m，ef右側(cè)導(dǎo)軌處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直導(dǎo)軌平面向下，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小如圖乙變化。開(kāi)始時(shí) ab 棒和cd棒鎖定在導(dǎo)軌如圖甲位置，ab棒與cd棒平行，ab棒離水平面高度為h=0.2m，cd棒與ef之間的距離也為L，ab棒的質(zhì)量為m1=0.2kg，有效電阻R1=0.05Ω，cd棒的質(zhì)量為 m2=0.1kg，有效電阻為 R2=0.15Ω。設(shè)a、b棒在運(yùn)動(dòng)過(guò)程始終與導(dǎo)軌垂直，兩棒與導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)軌電阻不計(jì)。g 取10m/s2。問(wèn)：

(1)0 ~1s時(shí)間段通過(guò)cd棒的電流大小與方向（c到d或d到c）

(2)假如在1s末，同時(shí)解除對(duì)ab棒和cd棒的鎖定，從解除鎖定到兩棒最終穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)時(shí)，ab棒共產(chǎn)生多少熱量？（結(jié)果用分?jǐn)?shù)表示）

(3)ab棒和cd棒穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)時(shí)，它們之間的距離為多大？（結(jié)果用分?jǐn)?shù)表示）

【答案】（1）1.25A，d→c；（2）；（3）

【解析】

（1）0～1s時(shí)間段，根據(jù)法拉第定律得：

通過(guò)cd棒的電流大小為：

A

方向d→c。

（2）ab棒下滑過(guò)程，由機(jī)械能守恒定律得：

得

ab棒進(jìn)入磁場(chǎng)后產(chǎn)生感應(yīng)電流，受到向左的安培力，做減速運(yùn)動(dòng)，cd棒在安培力作用下向右加速運(yùn)動(dòng)，穩(wěn)定后ab棒和cd棒將以相同的速度作勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，兩棒組成的系統(tǒng)所受合沖量為零，系統(tǒng)動(dòng)量保持不變。

解得兩棒穩(wěn)定時(shí)共同速度為

根據(jù)能量守恒定律得

。

ab棒產(chǎn)生的熱量為

聯(lián)立解得

J

（3）設(shè)整個(gè)的過(guò)程中通過(guò)回路的電荷量為q，對(duì)cd棒，由動(dòng)量定理得：

又

解得

C

設(shè)穩(wěn)定后兩棒之間的距離是d，則有

聯(lián)立以上兩式得

m

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，半徑均為R的四分之一光滑圓弧軌道AB、BC在B處平滑連接構(gòu)成軌道ABC,其中AB如為細(xì)管道.軌道ABC豎直放置，且固定在水平臺(tái)階CE上，圓心連線(xiàn)水平，臺(tái)階距離水平地面的高度為R—質(zhì)量為m的小球靜置于水平管口A點(diǎn)，若 小球受微小擾動(dòng)，從靜止開(kāi)始沿軌道ABC運(yùn)動(dòng)，已知小球直徑略小于管道內(nèi)徑，重力加速度為g.

(1)小球通過(guò)C點(diǎn)時(shí)，求軌道對(duì)小球的彈力大小；

(2)小球從C點(diǎn)飛出落到地面上，求落地點(diǎn)(圖中未畫(huà)出)到C點(diǎn)的距離S；

(3)某同學(xué)將該小球從地面上的D點(diǎn)斜向右上方拋出，小球恰好從C點(diǎn)水平飛入軌道, 已知水平距離,求小球沿軌道上滑到最高點(diǎn)時(shí)離地面的高度h.

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】某個(gè)同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)電路，既能測(cè)量電池組的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r，又能同時(shí)測(cè)量未知電阻Rx的阻值。器材如下：

A．電池組（四節(jié)干電池）

B．待測(cè)電阻Rx（約l0Ω）

C．電壓表V1（量程3V、內(nèi)阻很大）

D．電壓表V2（量程6V、內(nèi)阻很大）

E．電阻箱R（最大阻值99. 9Ω）

F．開(kāi)關(guān)一只，導(dǎo)線(xiàn)若干

實(shí)驗(yàn)步驟如下：

（1）將實(shí)驗(yàn)器材連接成如圖(a)所示的電路，閉合開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)電阻箱的阻值，先讓電壓表V1接近滿(mǎn)偏，逐漸增加電阻箱的阻值，并分別讀出兩只電壓表的讀數(shù)。

（2）根據(jù)記錄的電壓表V1的讀數(shù)U1和電壓表V2的讀數(shù)U2,以為縱坐標(biāo)，以對(duì)應(yīng)的電阻箱的阻值R為橫坐標(biāo)，得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖(b)所示。由圖可求得待測(cè)電阻Rx=____ Ω（保留兩位有效數(shù)字）。

（3）圖(c)分別是以?xún)呻妷罕淼淖x數(shù)為縱坐標(biāo)，以?xún)呻妷罕碜x數(shù)之差與電阻箱阻值的比值為橫坐標(biāo)得到結(jié)果。由圖可求得電池組的電動(dòng)勢(shì)E=__V，內(nèi)阻r=____Ω；兩圖線(xiàn)的交點(diǎn)的橫坐標(biāo)為___A，縱坐標(biāo)為________V.（結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，小球從豎直磚墻某位置靜止釋放做初速為零的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，用頻閃照相機(jī)在同一底片上多次曝光，得到了圖中1、2、3、4、5…所示小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中每次曝光的位置。連續(xù)兩次曝光的時(shí)間間隔均為T，每塊磚的厚度為d。根據(jù)圖中的信息，下列判斷不正確的是 ( )

A.位置“1”是小球釋放的初始位置

B.小球在位置“3”的速度大小為

C.小球下落的加速度大小為

D.小球在位置5的速度大小為

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】在“探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，

（1）圖乙是紙帶穿過(guò)打點(diǎn)封時(shí)器的兩種穿法，你認(rèn)為比較合理的穿法是___（選填“A”或“B”）

（2）關(guān)于打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的使用，下列說(shuō)法中正確的是___

A．電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的是4V~6V的直流電源

B．在測(cè)量物體速度時(shí)，先讓物體運(yùn)動(dòng)，后接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源

C．使用的電源頻率越高，打點(diǎn)的時(shí)間間隔就越小

D．紙帶上打的點(diǎn)越密，說(shuō)明物體運(yùn)動(dòng)得越快

（3）如圖所示為一次記錄小車(chē)運(yùn)動(dòng)情況的紙帶，圖中A、B、C、D、E為相鄰的記數(shù)點(diǎn)，相鄰記數(shù)點(diǎn)間有4個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)未標(biāo)出，設(shè)A點(diǎn)為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，求C點(diǎn)的瞬時(shí)速度___，小車(chē)的加速度a=___（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】某空間科研人員設(shè)計(jì)了一個(gè)“太空粒子探測(cè)器”，裝置如圖所示，有徑向電場(chǎng)、偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)、金屬板三部分組成．徑向電場(chǎng)兩電極AB間的電勢(shì)差為U，大小可調(diào)，電場(chǎng)強(qiáng)度方向均指向點(diǎn)，電極A上可以收集到來(lái)自宇宙空間的帶電粒子和．離子從靜止?fàn)顟B(tài)經(jīng)徑向電場(chǎng)加速后均從點(diǎn)飛入磁場(chǎng)．磁場(chǎng)邊界為半圓形，圓心為O，半徑為R，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直紙面向外，；半圓形金屬板CD與磁場(chǎng)上邊界重合，CD連線(xiàn)與磁場(chǎng)下邊界重合，和電阻R串聯(lián)后接地，離子到達(dá)金屬板后電荷會(huì)經(jīng)過(guò)導(dǎo)線(xiàn)流入大地．已知電子的電荷量為e，不考慮粒子間相互作用和離子得重力．

（1）當(dāng)時(shí)，P點(diǎn)收集到的粒子可以打到金屬板的D點(diǎn)，求粒子的比荷；

（2）當(dāng)時(shí)，P點(diǎn)收集到的粒子在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)后可以打到金屬板的Q點(diǎn)，若Q點(diǎn)到圓心O的連線(xiàn)QO與半徑OD成60°角，求k的值；

（3）現(xiàn)將徑向電場(chǎng)沿水平方向向右移動(dòng)，使得與磁場(chǎng)圓心O重合，現(xiàn)電極A上均勻地收集到粒子和，單位時(shí)間內(nèi)分別有N個(gè)和粒子從O點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)，當(dāng)兩極間電勢(shì)差時(shí)，求通過(guò)電阻R的電流I．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】一理想變壓器原副線(xiàn)圈匝數(shù)比n1：n2=11：5.原線(xiàn)圈與正弦交變電源連接,輸入電壓u如圖所示.副線(xiàn)圈僅接入一個(gè)10 Ω的電阻.則( )

[Failed to download image : http://qbm-images.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/QBM/2012/9/12/1575330890866688/1575330915319808/STEM/b9a76663c10e435bb37c195cce5848a2.png]

A. 流過(guò)電阻的電流是20 A

B. 與電阻并聯(lián)的電壓表的示數(shù)是100V

C. 經(jīng)過(guò)1分鐘電阻發(fā)出的熱量是6×103J

D. 變壓器的輸入功率是1×103W

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，用手握著細(xì)繩的一端在水平桌面上做半徑為r的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，圓心為O，角速度為ω。細(xì)繩長(zhǎng)為L，質(zhì)量忽略不計(jì)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中細(xì)繩始終與小圓相切，在細(xì)繩的另外一端系著一個(gè)質(zhì)量為m的小球，小球恰好沿以O為圓心的大圓在桌面上運(yùn)動(dòng)，小球和桌面之間存在摩擦力，以下說(shuō)法正確的是( )

A.小球?qū)⒆鲎兯賵A周運(yùn)動(dòng)

B.小球與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為

C.小球做圓周運(yùn)動(dòng)的線(xiàn)速度為ω(l＋L)

D.細(xì)繩拉力為mω2

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】通過(guò)理論分析可得出彈簧的彈性勢(shì)能公式（式中為彈簧的勁度系數(shù)，為彈簧的形變量）。為驗(yàn)證這一結(jié)論，某位同學(xué)設(shè)計(jì)了以下的實(shí)驗(yàn)：

①如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)，將一根輕質(zhì)彈簧豎直掛起，在彈簧的另一端掛上一個(gè)已知質(zhì)量為的小鐵球，穩(wěn)定后測(cè)得彈簧伸長(zhǎng)

②接著進(jìn)行了如圖乙所示的實(shí)驗(yàn)，將這根彈簧豎直地固定在水平桌面上，并把小鐵球放在彈簧上，然后豎直地套上一根帶有插銷(xiāo)孔的長(zhǎng)透明塑料管，利用插銷(xiāo)壓縮彈簧。拔掉插銷(xiāo)時(shí)，彈簧對(duì)小球做功，使小球彈起，測(cè)得彈簧的壓縮量和小鐵球上升的最大高度

（1）該同學(xué)進(jìn)行圖甲所示的實(shí)驗(yàn)是為了確定物理量_____，請(qǐng)用、、表示所求的物理量_______

（2）如果成立，則測(cè)出的物理與、的關(guān)系式是_______

（3）試分析該同學(xué)實(shí)驗(yàn)誤差的主要來(lái)源：_________________

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