【題目】如圖所示，電阻忽略不計的、兩根兩平行的光滑金屬導(dǎo)軌豎直放置，導(dǎo)軌的間距L=0.5m，其上端接一阻值為的定值電阻。在水平虛線L1、L2間有一不導(dǎo)軌所在平面垂直的勻強磁場B=3T，磁場區(qū)域的高度為d=0.8m。導(dǎo)體棒a的質(zhì)量ma=0.18kg、電阻Ra=6Ω；導(dǎo)體棒b的質(zhì)量mb=0.18kg、電阻Rb=3Ω，它們分別從圖中M、N處同時由靜止開始在導(dǎo)軌上無摩擦向下滑動。若b棒能勻速穿過磁場區(qū)域，且當b剛穿出磁場時a正好進入磁場。設(shè)重力加速度為g=10m/s2，不計a、b棒之間的相互作用，導(dǎo)體棒始終不導(dǎo)軌垂直且不導(dǎo)軌接觸良好。求：

（1）b棒勻速穿過磁場區(qū)域時的速度大小vb；

（2）M點和N點相距的高度h；

（3）a棒穿過磁場區(qū)域時的過程中，電阻R產(chǎn)生的熱量Q。

【答案】（1）4m/s（2）1m（3）0.144J

【解析】

（1）設(shè) b 切割磁感線時，總電阻 R1=5Ω，速度為 vb，b棒穿過磁場過程

可得

vb=4m/s；

（2）b 棒落到 L1 的時間 tb=0.4s，N 到 L1 的距離為

hN=

a 棒落到 L1 的時間 ta=0.6s，M 到 L1 的距離為

hM=

M 點和 N 點相距的高度

h=hM - hN =1m；

（3）a 在磁場中勻速運動時，總電阻 R2=7.5Ω，速度為

va==6m/s。

恰好有

故 a 棒勻速穿過磁場

此過程全電路產(chǎn)生的總電熱

Q 總=magd=1.44J

電阻 R 產(chǎn)生的熱量

Q=0.1Q 總=0.144J

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】如圖所示為回旋加速器示意圖，利用回旋加速器對粒子進行加速，此時D形盒中的磁場的磁感應(yīng)強度大小為B，D形盒縫隙間電場變化周期為T，加速電壓為U。忽略相對論效應(yīng)和粒子在D形盒縫隙間的運動時間，下列說法正確的是 ( )

A. 保持B、U和T不變，該回旋加速器可以加速質(zhì)子

B. 只增大加速電壓U，粒子獲得的最大動能增大

C. 只增大加速電壓U，粒子在回旋加速器中運動的時間變短

D. 回旋加速器只能加速帶正電的粒子，不能加速帶負電的粒子

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖1所示，在勻強磁場中，一矩形金屬線圈兩次分別以不同的轉(zhuǎn)速，繞與磁感線垂直的軸勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的交變電動勢圖象如圖2中曲線a、b所示，則

A. 兩次t=0時刻線圈平面均與中性面重合

B. 曲線a、b對應(yīng)的線圈轉(zhuǎn)速之比為2:3

C. 曲線a表示的交變電動勢頻率為25 Hz

D. 曲線b表示的交變電動勢有效值為10 V

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】調(diào)壓變壓器是一種自耦變壓器，它的構(gòu)造如圖所示．線圈AB繞在一個圓環(huán)形的鐵芯上．AB間加上正弦交流電壓U，移動滑動觸頭P的位置，就可以調(diào)節(jié)輸出電壓．在輸出端連接了滑動變阻器R和理想交流電流表，變阻器的滑動觸頭為Q．則（ ）

A. 保持P的位置不動，將Q向下移動時，電流表的讀數(shù)變大

B. 保持P的位置不動，將Q向下移動時，電流表的讀數(shù)變小

C. 保持Q的位置不動，將P沿逆時針方向移動時，電流表的讀數(shù)變大

D. 保持Q的位置不動，將P沿逆時針方向移動時，電流表的讀數(shù)變小

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示為質(zhì)譜儀的原理圖，利用這種質(zhì)譜儀可以對氫元素的各種同位素迚行測量。從容器A下方的小孔S1迚入加速電壓為U的加速電場，可以認為從容器出來的粒子初速度為零，粒子被加速后從小孔S2迚入磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場，最后打在照相底片D上，形成a、b、c三條質(zhì)譜線，關(guān)于氫的三種同位素氕、氘、氚迚入磁場時速率最大的是_________；三條譜線中a是粒子形成的_________。（填“氕”、“氘”或“氚”）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】2009年5月，航天飛機在完成對哈勃空間望遠鏡的維修任務(wù)后，在A點從圓形軌道Ⅰ進入橢圓軌道Ⅱ，B為軌道Ⅱ上的一點，如圖所示，關(guān)于航天飛機的運動，下列說法中正確的有

（A）在軌道Ⅱ上經(jīng)過A的速度小于經(jīng)過B的速度

（B）在軌道Ⅱ上經(jīng)過A的動能小于在軌道Ⅰ上經(jīng)過A的動能

（C）在軌道Ⅱ上運動的周期小于在軌道Ⅰ上運動的周期

（D）在軌道Ⅱ上經(jīng)過A的加速度小于在軌道Ⅰ上經(jīng)過A的加速度

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，水平地面上方存在一磁場區(qū)域，EF為磁場的上水平邊界，在磁場上方有一邊長為L的正方形線框ABCD，其質(zhì)量為m，電阻為R，將線框ABCD從AB邊距磁場上邊界2L處由靜止釋放，線框最終落在地面上，線框在整個運動過程中始終處于豎直平面內(nèi)，且AB邊保持水平，以線框AB邊進入磁場時刻為計時起點，磁場的磁感應(yīng)強度B隨時間t變化情況如圖所示，已知線框進入磁場過程中做勻速運動，磁場區(qū)域高度為7L．求：

（1）線框AB邊剛進入磁場時磁場的磁感應(yīng)強度

（2）從線框釋放到AB邊落地過程中，線框中產(chǎn)生的焦耳熱．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，閉合金屬圓環(huán)用絕緣細線掛于O點，將圓環(huán)拉離平衡位置并釋放，圓環(huán)擺動過程經(jīng)過水平勻強磁場區(qū)域，虛線為該磁場的豎直邊界，已知磁場區(qū)域的寬度大于圓環(huán)的直徑若不計空氣阻力，則

A.圓環(huán)在擺動過程中始終產(chǎn)生感應(yīng)電流

B.圓環(huán)在擺動過程中，機械能始終守恒

C.圓環(huán)在磁場區(qū)域中擺動時，機械能守恒

D.圓環(huán)最終將靜止在豎直方向上

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】關(guān)于近代物理學(xué)的結(jié)論中，下面敘述中正確的是（ ）

A.比結(jié)合能越小表示原子核中的核子結(jié)合得越牢固

B.β衰變所釋放的電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化成質(zhì)子和電子所產(chǎn)生的

C.一個氘核(H)與一個氚核(H)聚變生成一個氦核(He)的同時，放出一個中子

D.質(zhì)子、中子、α粒子的質(zhì)量分別是m1、m2、m3，質(zhì)子和中子結(jié)合成一個α粒子，釋放的能量是(2m1＋2m2－m3)c2

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