【題目】如圖甲所示，間距為的光滑平行水平金屬導(dǎo)軌、，左端連接有阻值為的定值電阻。導(dǎo)軌平面內(nèi)存在著一磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)區(qū)域的左端靜止著一質(zhì)量為、長(zhǎng)度為電阻為的金屬桿。現(xiàn)用一平行于金屬導(dǎo)軌的外力向右拉金屬桿，使之由靜止開始運(yùn)動(dòng)，圖中電壓采集器可將其兩端的電壓即時(shí)采集并輸入計(jì)算機(jī)，獲得的電壓隨時(shí)間變化的關(guān)系圖象如圖乙所示，時(shí)刻金屬桿到達(dá)磁場(chǎng)區(qū)域的右端，此時(shí)采集的電壓數(shù)據(jù)為。運(yùn)動(dòng)中金屬桿與導(dǎo)軌始終垂直且接觸良好，導(dǎo)軌電阻不計(jì)。重力加速度大小為。

(1)寫出拉力隨時(shí)間變化的關(guān)系式；

(2)求金屬桿運(yùn)動(dòng)到磁場(chǎng)區(qū)域正中間時(shí)的功率。

【答案】(1)；(2)

【解析】

(1)當(dāng)金屬桿運(yùn)動(dòng)的速度為時(shí)，桿中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

根據(jù)閉合電路歐姆定律

電壓采集器得到的是兩端的電壓

由圖象得

整理得

可知金屬桿做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，其加速度為

根據(jù)牛頓第二定律

而金屬桿受到的安培力

整理得

(2)設(shè)金屬桿經(jīng)過區(qū)域正中間時(shí)的速度為，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式

此時(shí)兩端的電壓

消耗的電功率

解得

練習(xí)冊(cè)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，兩個(gè)不帶電的導(dǎo)體A和B，用一對(duì)絕緣支柱使它們彼此接觸。把一帶正電荷的物體C置于A附近，貼在A、B下部的金屬箔都張開，下列說法正確的是

A.此時(shí)A帶正電，B帶負(fù)電

B.此時(shí)A電勢(shì)低，B電勢(shì)高

C.移去C，貼在A、B下部的金屬箔都閉合

D.先把A和B分開，然后移去C，貼在A、B下部的金屬箔都閉合

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，A，B，C，D，E，F六點(diǎn)構(gòu)成一邊長(zhǎng)為的正六邊形，電場(chǎng)方向平行于紙面．一電子在外力作用下從A點(diǎn)移動(dòng)到C點(diǎn)，克服電場(chǎng)力做功，從點(diǎn)移動(dòng)到點(diǎn)，其電勢(shì)能增加．則關(guān)于勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)E的大小和方向的判斷，正確的是( )

A.，方向由F指向C

B.，方向由C指向F

C.，方向由F指向C

D.，方向由A指向E

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，光滑水平面上邊長(zhǎng)為的正方形金屬框在水平恒力作用下運(yùn)動(dòng)，穿過方向豎直向上的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域。磁場(chǎng)區(qū)域的寬度為。已知邊進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，線框的加速度恰好為0。則線框進(jìn)入磁場(chǎng)的過程和從磁場(chǎng)另一側(cè)穿出的過程相比較，下列說法正確的有（ ）

A.所受的安培力方向相同

B.穿出磁場(chǎng)的過程中，線圈的加速度可能增加

C.進(jìn)入磁場(chǎng)過程比穿出磁場(chǎng)過程中通過導(dǎo)體內(nèi)某一截面的電量少

D.穿出磁場(chǎng)的過程線圈中產(chǎn)生的熱量比進(jìn)入時(shí)多

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】平行放置的金屑板A、B組成一只平行板電容器，對(duì)以下兩種情況：

(1)保持開關(guān)S閉合，使A板向右平移錯(cuò)開一些；

(2)S閉合后再斷開，然后使A板向上平移拉開些．

討論電容器兩扳間的電勢(shì)差U、電荷量Q、板間場(chǎng)強(qiáng)E的變化情況．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，6個(gè)質(zhì)量均為m的小球通過完全相同的輕質(zhì)彈簧（在彈性限度內(nèi)）相連，置于光滑水平面上，其中最右邊第6個(gè)小球受到恒力F的作用，6個(gè)球一起沿水平面以相同的加速度a向右做勻加速運(yùn)動(dòng)，則下列結(jié)論正確的是（　　）

A.從左到右每根彈簧的長(zhǎng)度之比為1∶2∶3∶4∶5

B.F撤去的瞬間6個(gè)小球的加速度大小相同

C.小球1脫落的瞬間，小球2的加速度變?yōu)?/span>

D.小球6與彈簧脫落的瞬間，1、2、3、4、5球的加速度仍為

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，半徑分別為、兩個(gè)同心圓，圓心為O，在兩圓之間有一個(gè)垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為，其余部分無磁場(chǎng)。在該圓的圓心處有一個(gè)靜止的釙（）原子核，某時(shí)刻該核產(chǎn)生衰變，粒子與反沖核運(yùn)動(dòng)方向相反，兩粒子均在紙面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，若不考慮兩個(gè)粒子之間的庫(kù)侖力，兩個(gè)粒子都不能穿出磁場(chǎng)外邊界，其中有一個(gè)粒子恰好與外邊界相切，則下列說法中正確的是（　　）

A.恰好不能穿出的粒子是反沖核

B.粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)半徑為

C.粒子和反沖核在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑之比為1∶41

D.粒子和反沖核在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的周期相同

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，用兩根等長(zhǎng)輕繩將木板懸掛在豎直木樁上等高的兩點(diǎn)，制成一簡(jiǎn)易秋 千，某次維修時(shí)將兩木樁之間的距離增加一點(diǎn)，輕繩仍保持等長(zhǎng)且懸掛點(diǎn)不變．木板 靜止時(shí)，F1 表示木板所受合力的大小，F2 表示單根輕繩對(duì)木板拉力的大小，則維修后

A.F1 不變，F2變小

B.F1 不變，F2變大

C.F1 變大，木板位置不變

D.F1 不變，木板位置升高

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在河面上方12m的岸上有人用長(zhǎng)繩栓住一條小船，開始時(shí)繩與水面的夾角為30°．人以恒定的速率v=3m/s拉繩，使小船靠岸，那么( )

A.小船靠岸過程做加速運(yùn)動(dòng)

B.3s時(shí)小船前進(jìn)了9m

C.3s時(shí)繩與水面的夾角為37°

D.3s時(shí)小船的速率為5m/s

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