【題目】如圖所示，MN、PQ 為水平放置的平行導(dǎo)軌，通電導(dǎo)體棒 ab 垂直放置在導(dǎo)軌上。 已知導(dǎo)體棒質(zhì)量為 1kg，長(zhǎng)為 2m，通過(guò)的電流恒定為 5A，方向如圖所示，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌 間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 0.75，重力加速度為 10m/s2。若使導(dǎo)體棒水平向右勻速運(yùn)動(dòng)，要求軌道 內(nèi)所加與導(dǎo)體棒 ab 垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)最小，則磁場(chǎng)的方向與軌道平面的夾角是_____， 相應(yīng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為_____T。

【答案】 （1）53°或 127°， 0.6；

【解析】對(duì)導(dǎo)體棒進(jìn)行受力分析，如圖所示，受到豎直向下的重力、豎直向上的支持力、與運(yùn)動(dòng)方向相反的摩擦力，故要使導(dǎo)體棒勻速直線運(yùn)動(dòng)，則安培力需為動(dòng)力，則設(shè)磁場(chǎng)方向與軌道平面成θ角向左斜向上，由左手定則可知安培力方向與磁場(chǎng)垂直斜向右上方，如圖所示，

則有：BILsinθ=μFN
FN+BILcosθ=mg
聯(lián)立解得：B= ，故θ=53°時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度最小，最小值為0.6T.

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，某空間中有四個(gè)方向垂直于紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相同、半徑均為R的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域1、2、3、4。其中1與4相切，2相切于1和3,3相切于2和4，且第1個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域和第4個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域的豎直方向的直徑在一條直線上。一質(zhì)量為m、帶電荷量為－q的粒子，靜止置于電勢(shì)差為U0的帶電平行板(豎直放置)形成的電場(chǎng)中(初始位置在負(fù)極板附近)，經(jīng)過(guò)電場(chǎng)加速后，從第1個(gè)磁場(chǎng)的最左端水平進(jìn)入，并從第3個(gè)磁場(chǎng)的最下端豎直穿出。已知tan 22.5°=0.4，不計(jì)帶電粒子的重力。

（1）求帶電粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度大�。�

（2）試判斷：若在第3個(gè)磁場(chǎng)的下面也有一電勢(shì)差為U0的帶電平行板(水平放置，其小孔在第3個(gè)磁場(chǎng)最下端的正下方)形成的電場(chǎng)，帶電粒子能否按原路返回？請(qǐng)說(shuō)明原因；

（3）求勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B；

（4）若將該帶電粒子自該磁場(chǎng)中的某個(gè)位置以某個(gè)速度釋放后恰好可在四個(gè)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則該粒子的速度大小v′為多少？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】為減少二氧化碳排放，我市已推出新型節(jié)能環(huán)保電動(dòng)車(chē)．在檢測(cè)某款電動(dòng)車(chē)性能的實(shí)驗(yàn)中，質(zhì)量為8×102 kg的電動(dòng)車(chē)由靜止開(kāi)始沿平直公路行駛，達(dá)到的最大速度為15 m/s，利用傳感器測(cè)得此過(guò)程中不同時(shí)刻電動(dòng)車(chē)的牽引力F與對(duì)應(yīng)的速度v，并描繪出如圖所示的圖象(圖中AB、BO均為直線)，假設(shè)電動(dòng)車(chē)行駛中所受阻力恒為電動(dòng)車(chē)重力的0.05倍，重力加速度取10m/s2，則（ ）

A. 該車(chē)啟動(dòng)后，先做勻加速運(yùn)動(dòng)，然后做勻速運(yùn)動(dòng)

B. 該車(chē)啟動(dòng)后，先做勻加速運(yùn)動(dòng)，然后做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，接著做勻速運(yùn)動(dòng)

C. 該車(chē)做勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間是1.2 s

D. 該車(chē)加速度為0.25 m/s2時(shí)，動(dòng)能是4×104 J

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，傾角為θ的光滑斜面足夠長(zhǎng)，一質(zhì)量為m的小物體，在沿斜面向上的恒力F作用下，由靜止從斜面底端沿斜面向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)時(shí)間t，力F做功為60J，此后撤去力F，物體又經(jīng)過(guò)相同的時(shí)間t回到斜面底端，若以地面為零勢(shì)能參考面，則下列說(shuō)法中正確的是(　　)

A. 物體回到斜面底端的動(dòng)能為60J

B. 恒力F＝2mgsinθ

C. 撤去力F時(shí)，物體的重力勢(shì)能是45J

D. 動(dòng)能與勢(shì)能相等的時(shí)刻一定出現(xiàn)在撤去力F之后

【答案】ACD

【解析】試題分析：物體靜止開(kāi)始從斜面底端開(kāi)始運(yùn)動(dòng)知道最后返回斜面底端，此過(guò)程斜面光滑沒(méi)有摩擦力做功，重力做功為0，根據(jù)動(dòng)能定理有Ek-0=WF=60J，選項(xiàng)A對(duì)。撤去F前，加速度a=-gsinθ，撤去F后，加速度a'=gsinθ。根據(jù)力F撤去前后位移等大反向，判斷撤去前后平均速度等大方向，由于撤去前后都是勻變速所以有，整理得a'=3a，即F=mgsinθ，選項(xiàng)B錯(cuò)。撤去力F前，力F做功Fs=mgsinθ·s=60J，重力做功-mgsinθ·s =45J，所以撤出力F時(shí)，物體的重力勢(shì)能是45J選項(xiàng)C對(duì)。力F撤去前，合力mgsinθ小于重力沿斜面的分力mgsinθ，即合力做功小于克服重力做功，增加的動(dòng)能小于增加的重力勢(shì)能，撤去力F之前一定是重力勢(shì)能大于動(dòng)能，最返回斜面時(shí)重力勢(shì)能為0，小于動(dòng)能，所以動(dòng)能與勢(shì)能相等的時(shí)刻一定出現(xiàn)在撤去力F之后選項(xiàng)D對(duì)。

考點(diǎn)：動(dòng)能定理 牛頓運(yùn)動(dòng)定律

【名師點(diǎn)睛】

【題型】單選題
【結(jié)束】
41

【題目】將輕質(zhì)彈簧放置在光滑水平桌面上，彈簧左端固定，右端與一小球接觸而不固連；彈簧處于原長(zhǎng)時(shí)，小球恰好在桌面邊緣，向左推小球，使彈簧壓縮一段距離后由靜止釋放；小球離開(kāi)桌面后落到水平地面．測(cè)量出小球質(zhì)量m、平拋運(yùn)動(dòng)的豎直位移h(即桌面高度)以及________，就可以測(cè)出彈簧被壓縮后的彈性勢(shì)能為________．(結(jié)果用測(cè)量量表示，已知重力加速度大小為g)．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，理想變壓器原副線圈匝數(shù)比為 1∶2，兩端共接有 4 個(gè)電阻，其中 R2＝2R1，

R3＝R4＝4R1，現(xiàn)將 a、b 兩端接在交流電源上，則下列說(shuō)法中正確的是

A. R1 兩端的電壓有效值等于 R2 兩端的電壓有效值

B. 流過(guò) R1 的電流有效值是流過(guò) R3 的電流有效值的 2 倍

C. R2 兩端的電壓有效值是 R4 兩端的電壓有效值的 2 倍

D. 流過(guò) R2 的電流有效值等于流過(guò) R4 的電流有效值

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖甲所示，半徑為r的金屬細(xì)圓環(huán)水平放置，環(huán)內(nèi)存在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化關(guān)系為（k>0，且為已知的常量）。

（1）已知金屬環(huán)的電阻為R。根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，求金屬環(huán)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流I；

（2）麥克斯韋電磁理論認(rèn)為：變化的磁場(chǎng)會(huì)在空間激發(fā)一種電場(chǎng)，這種電場(chǎng)與靜電場(chǎng)不同，稱(chēng)為感生電場(chǎng)或渦旋電場(chǎng)。圖甲所示的磁場(chǎng)會(huì)在空間產(chǎn)生如圖乙所示的圓形渦旋電場(chǎng)，渦旋電場(chǎng)的電場(chǎng)線與金屬環(huán)是同心圓。金屬環(huán)中的自由電荷在渦旋電場(chǎng)的作用下做定向運(yùn)動(dòng)，形成了感應(yīng)電流。渦旋電場(chǎng)力F充當(dāng)非靜電力，其大小與渦旋電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)E的關(guān)系滿足。如果移送電荷q時(shí)非靜電力所做的功為W，那么感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。

圖甲 圖乙

a．請(qǐng)推導(dǎo)證明：金屬環(huán)上某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小為；

b．經(jīng)典物理學(xué)認(rèn)為，金屬的電阻源于定向運(yùn)動(dòng)的自由電子與金屬離子（即金屬原子失去電子后的剩余部分）的碰撞。在考慮大量自由電子的統(tǒng)計(jì)結(jié)果時(shí)，電子與金屬離子的碰撞結(jié)果可視為導(dǎo)體對(duì)電子有連續(xù)的阻力，其大小可表示為（b>0，且為已知的常量）。已知自由電子的電荷量為e，金屬環(huán)中自由電子的總數(shù)為N。展開(kāi)你想象的翅膀，給出一個(gè)合理的自由電子的運(yùn)動(dòng)模型，并在此基礎(chǔ)上，求出金屬環(huán)中的感應(yīng)電流I。

（3）宏觀與微觀是相互聯(lián)系的。若該金屬單位體積內(nèi)自由電子數(shù)為n，請(qǐng)你在（1）和（2）的基礎(chǔ)上推導(dǎo)該金屬的電阻率ρ與n、b的關(guān)系式。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】已知霍爾效應(yīng)中導(dǎo)體兩側(cè)電勢(shì)差U與通電電流I的關(guān)系為等，其中k為霍爾系數(shù)(常量)、B為磁感應(yīng)強(qiáng)度、I為電流、d為導(dǎo)體的厚度，如圖甲所示。為驗(yàn)證霍爾效應(yīng)，實(shí)驗(yàn)小組準(zhǔn)備了電源、開(kāi)關(guān)、滑動(dòng)變阻器、保護(hù)電阻、一塊金屬板、電流表、靜電計(jì)、導(dǎo)線等器材。已連接部分電路，如圖乙所示，金屬板區(qū)域的勻強(qiáng)磁場(chǎng)豎直向上。

(1)用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線______，完成圖中電路的連接，要求通過(guò)金屬板的電流從零逐漸增加。開(kāi)關(guān)閉合前，滑片應(yīng)置于_________(填“最左端”或“最右端”)。

(2)改變滑片的位置，讀出電流表的示數(shù)，并用靜電計(jì)測(cè)量金屬板_______(填“前后”或“上下”)兩表面的電勢(shì)差。

(3)重復(fù)步驟(2)，多測(cè)幾組金屬板中U—I的數(shù)據(jù)，驗(yàn)證霍爾效應(yīng)中電勢(shì)差U與電流I的關(guān)系，并畫(huà)出U—I圖象。

(4)驗(yàn)證了導(dǎo)體兩側(cè)電勢(shì)差U與通電電流I之間遵循關(guān)系后，若將磁場(chǎng)方向改為垂直金屬板前表面，測(cè)得滑動(dòng)變阻器在某位置時(shí)，電流為I，電壓為U，該材料的霍爾系數(shù)為k，金屬板的各邊長(zhǎng)度圖中已標(biāo)出，則所加磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=___________。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，一豎直放置、粗細(xì)均勻且足夠長(zhǎng)的U形玻璃管，右端通過(guò)橡膠管與放在水中導(dǎo)熱的球形容器連通，球形容器連同橡膠管的容積為V0=90cm3，U形玻璃管中，被水銀柱封閉有一定質(zhì)量的理想氣體。當(dāng)環(huán)境溫度為O℃時(shí)，U形玻璃管右側(cè)水銀面比左側(cè)水銀面高出h1=16 cm，水銀柱上方空氣柱長(zhǎng)h0=20 cm，（已知大氣壓強(qiáng)P0 =76cmHg，U形玻璃管的橫截面積為S=0.5cm2）

(i)若對(duì)水緩慢加熱，應(yīng)加熱到多少攝氏度，兩邊水銀柱高度會(huì)在同一水平面上？

(ii)保持加熱后的溫度不變，往左管中緩慢注入水韞，問(wèn)注入水銀的高度多少時(shí)右管水銀面回到原來(lái)的位置？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】氫原子的部分能級(jí)如圖所示，現(xiàn)有大量的氫原子處于n=4的激發(fā)態(tài)，當(dāng)向低能級(jí)躍遷時(shí)輻射出不同頻率的光。已知可見(jiàn)光的光子能量在1.62eV到3.11eV之間。由此可推知，氫原子（）

A. 從高能級(jí)向n=3能級(jí)躍遷時(shí)發(fā)出的光的頻率比可見(jiàn)光的高

B. 從高能級(jí)向n=2能級(jí)躍遷時(shí)發(fā)出的光均為可見(jiàn)光

C. 用n=2能級(jí)躍遷到n=1能級(jí)輻射出的光照射逸出功為6.34eV的金屬鉑能發(fā)生光電效應(yīng)

D. 頻率最小的光是由n=4能級(jí)躍遷到n=3能級(jí)產(chǎn)生的

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