如圖12所示.間距為L(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌，水平地放在豎直方向的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一端接電阻R，一電阻是r、質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒ab放置在導(dǎo)軌上，在外力F作用下從t=0的時(shí)刻開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，其速度隨時(shí)間的變化規(guī)律為v=vmsinωt，不計(jì)導(dǎo)軌電阻，試求：

圖12

(1)從t=0到t=2π/ω時(shí)間內(nèi)電阻R產(chǎn)生的熱量；

(2)從t=0到t=π/(2ω)時(shí)間內(nèi)外力F所做的功.

ab運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度為v=vmsinωt，則產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：

E=BLv=BLvmsinωt——正弦交流電其最大值為

Em=BLvm有效值為E=0.71BLvm

I=E/(R+r)

電阻R產(chǎn)生的熱量為Q=I2Rt

=(0.71BLvm)2/(R+r)2×R×2π/ω

=πRB2L2vm2/[ω(R+r)2]

由能量守恒定律，外力F所做的功轉(zhuǎn)化為電能和動(dòng)能

WF=W電+mv2/2

=π/(2ω)×(BLvm)2/[2(R+r)]+mv2/2

=πB2L2vm2/[4w(R+r)]+mvm2/2

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：

(加速偏轉(zhuǎn)模型)如圖12所示，A、B為兩塊平行金屬板，A板帶正電荷、B板帶負(fù)電荷．兩板之間存在著勻強(qiáng)電場(chǎng)，兩板間距為d、電勢(shì)差為U，在B板上開(kāi)有兩個(gè)間距為L的小孔．C、D為兩塊同心半圓形金屬板，圓心都在貼近B板的O′處，C帶正電、D帶負(fù)電．兩板間的距離很近，兩板末端的中心線正對(duì)著B板上的小孔，兩板間的電場(chǎng)強(qiáng)度可認(rèn)為大小處處相等，方向都指向O′.半圓形金屬板兩端與B板的間隙可忽略不計(jì)．現(xiàn)從正對(duì)B板小孔緊靠A板的O處由靜止釋放一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的微粒(微粒的重力不計(jì))，問(wèn)：

(1)微粒穿過(guò)B板小孔時(shí)的速度多大？

(2)為了使微粒能在C、D板間運(yùn)動(dòng)而不碰板，C、D板間的電場(chǎng)強(qiáng)度大小應(yīng)滿足什么條件？

(3)從釋放微粒開(kāi)始，經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間微粒通過(guò)半圓形金屬板間的最低點(diǎn)P點(diǎn)？

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科目：高中物理 來(lái)源：2012屆江蘇省高三高考一輪復(fù)習(xí)第九章第3單元物理試卷（帶解析） 題型：計(jì)算題

(12分)如圖12所示，兩平行長(zhǎng)直金屬導(dǎo)軌置于豎直平面內(nèi)，間距為L(zhǎng)，導(dǎo)軌上端有阻值為R的電阻，質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒垂直跨放在導(dǎo)軌上，并擱在支架上，導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒電阻不計(jì)，接觸良好，且無(wú)摩擦．在導(dǎo)軌平面內(nèi)有一矩形區(qū)域的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向垂直于紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.開(kāi)始時(shí)導(dǎo)體棒靜止，當(dāng)磁場(chǎng)以速度v勻速向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體棒也隨之開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，并很快達(dá)到恒定的速度，此時(shí)導(dǎo)體棒仍處在磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)，試求：

(1)導(dǎo)體棒的恒定速度；
(2)導(dǎo)體棒以恒定速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，電路中消耗的電功率．

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科目：高中物理 來(lái)源：2011屆北京市海淀區(qū)高三第二學(xué)期查漏補(bǔ)缺物理試題B 題型：實(shí)驗(yàn)題

像打點(diǎn)計(jì)時(shí)器一樣，光電計(jì)時(shí)器也是一種研究物體運(yùn)動(dòng)情況的常見(jiàn)計(jì)時(shí)儀器，每個(gè)光電門都是由激光發(fā)射和接收裝置組成。當(dāng)有物體從光電門通過(guò)時(shí)，光電計(jì)時(shí)器就可以顯示物體的擋光時(shí)間。現(xiàn)利用如圖11所示裝置設(shè)計(jì)一個(gè)“探究物體運(yùn)動(dòng)的加速度與合外力、質(zhì)量關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)，圖中NQ是水平桌面、PQ是一端帶有滑輪的長(zhǎng)木板，1、2是固定在木板上間距為L(zhǎng)的兩個(gè)光電門（與之連接的兩個(gè)光電計(jì)時(shí)器沒(méi)有畫出）。可以裝載鉤碼的小車上固定著用于擋光的窄片K，讓小車從木板的頂端滑下，光電門各自連接的計(jì)時(shí)器顯示窄片K的擋光時(shí)間分別為t1和t2。



（1）在某次測(cè)量中，用游標(biāo)卡尺測(cè)量窄片K的寬度，游標(biāo)卡尺如圖12所示，則窄片K的寬度d=        m（已知L>>d），光電門1、2各自連接的計(jì)時(shí)器顯示的擋光時(shí)間分別為t1=4.0×10-2s，t2=2.0×10-2s；

（2）用米尺測(cè)量?jī)晒怆婇T的間距為L(zhǎng)=0.40m，則小車的加速度大小a=            m/s2；
（3）該實(shí)驗(yàn)中，為了把砂和砂桶拉車的力當(dāng)作小車受的合外力，就必須平衡小車受到的摩擦力，正確的做法是__________；
（4）某位同學(xué)通過(guò)測(cè)量，把砂和砂桶的重量當(dāng)作小車的合外力F，作出a-F圖線。如圖13中的實(shí)線所示。試分析：圖線不通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)O的原因是                         ；曲線上部彎曲的原因是                   ;為了既能改變拉力F，又保證a-F圖象是直線，可以進(jìn)行這樣的操作                                        。

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科目：高中物理 來(lái)源：2011-2012學(xué)年江蘇省高三高考一輪復(fù)習(xí)第九章第3單元物理試卷（解析版） 題型：計(jì)算題

(12分)如圖12所示，兩平行長(zhǎng)直金屬導(dǎo)軌置于豎直平面內(nèi)，間距為L(zhǎng)，導(dǎo)軌上端有阻值為R的電阻，質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒垂直跨放在導(dǎo)軌上，并擱在支架上，導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒電阻不計(jì)，接觸良好，且無(wú)摩擦．在導(dǎo)軌平面內(nèi)有一矩形區(qū)域的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向垂直于紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.開(kāi)始時(shí)導(dǎo)體棒靜止，當(dāng)磁場(chǎng)以速度v勻速向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體棒也隨之開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，并很快達(dá)到恒定的速度，此時(shí)導(dǎo)體棒仍處在磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)，試求：

(1)導(dǎo)體棒的恒定速度；

(2)導(dǎo)體棒以恒定速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，電路中消耗的電功率．

 

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