【題目】如圖甲所示，足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ的間距L=0.3m。導(dǎo)軌電阻忽略不計，與水平面的夾角為37°，其間連接有阻值R=0.8Ω的固定電阻。開始時，導(dǎo)軌上固定著一質(zhì)量m=0.01kg、電阻r=0.4Ω的金屬桿，整個裝置處在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=0.5T的勻強(qiáng)磁場中，磁場的方向垂直于導(dǎo)軌平面向上。解除固定，同時用一平行于導(dǎo)軌的外力F拉金屬桿，使之由靜止開始運(yùn)動。通過電壓表采集器即時采集電壓U并輸入電腦，獲得的電壓U隨時間t變化的關(guān)系如圖乙所示。求：

（1）金屬桿在3.0s內(nèi)通過的位移；

（2）3.0s末拉力F的瞬時功率。

【答案】（1）9.0m；（2）1.155W。

【解析】

（1）金屬桿的速度為v時，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢

電壓表的示數(shù)等于電阻R兩端的電壓，即

由圖象知電壓U與時間成正比，所以金屬桿的速度與時間成正比，即金屬桿做勻加速直線運(yùn)動時，電壓表的示數(shù)為0.6V，代入數(shù)據(jù)可解得速度，所以有

金屬桿在3.0s內(nèi)的位移

（2）根據(jù)閉合電路歐姆定律有

金屬桿在3.0s時受到的安培力

代入數(shù)據(jù)可解得

由牛頓第二定律，對桿有

3.0s末拉力F的瞬時功率為

聯(lián)立各式代入數(shù)據(jù)得P=1.155W。

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，帶電小球a由絕緣細(xì)線PM和PN懸掛而處于靜止?fàn)顟B(tài)，其中PM水平，地面上固定一絕緣且內(nèi)壁光滑的圓弧細(xì)管道GH，圓心P與a球位置重合，管道底端H與水平地面相切，一質(zhì)量為m可視為質(zhì)點的帶電小球b從G端口由靜止釋放，當(dāng)小球b運(yùn)動到H端時對管道壁恰好無壓力，重力加速度為g。在小球b由G滑到H過程中，下列說法中正確的是

A. 小球b所受庫侖力大小始終為2mg

B. 小球b機(jī)械能逐漸減小

C. 小球b加速度大小先變大后變小

D. 細(xì)線PM的拉力先增大后減小

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在邊長為l的正方形ABCD區(qū)域中，區(qū)域內(nèi)存在方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場，區(qū)域內(nèi)有方向平行BC的勻強(qiáng)電場（圖中未畫出）。一帶電粒子從D點沿DA方向射入磁場后恰好從BD的中點E進(jìn)入電場，隨后從B點射出電場，粒子重力不計。則（　�。�

A.粒子帶負(fù)電

B.電場中B點電勢高于C點電勢

C.粒子從B點射出時速度方向與DA邊平行

D.粒子在磁場、電場中運(yùn)動的時間之比為

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】一簡諧橫波在均勻介質(zhì)中沿軸正方向傳播，某時刻的波形如圖所示。已知在時刻開始計時，質(zhì)點O沿y軸正方向通過平衡位置；在t=0.2s時刻，質(zhì)點O自計時后第一次處于波峰。下列說法正確的是（ ）

A.該簡諧橫波的波速為5m/s

B.質(zhì)點M與質(zhì)點N都運(yùn)動起來后，它們的運(yùn)動方向總相反

C.在0～0.2s的時間內(nèi)質(zhì)點M通過的路程為0.4m

D.在t=2.6s時刻，質(zhì)點M處于平衡位置，正沿y軸負(fù)方向運(yùn)動

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】其學(xué)習(xí)小組用圖甲所示的裝置探究加速度與合力的關(guān)系。裝置中的鋁箱下端連接紙帶，砂桶中可放置砂子以改變鋁箱所受的外力大小，鋁箱向上運(yùn)動的加速度a可由打點計時器和紙帶測出，現(xiàn)保持鋁箱總質(zhì)量不變，逐漸增大砂桶和砂的總質(zhì)量進(jìn)行多次實驗，得到多組a、F值（F為力傳感器的示數(shù)，等于懸掛滑輪繩子的拉力），不計滑輪的重力。

(1)某同學(xué)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出了a－F關(guān)系圖線如圖乙所示，則由該圖象可得鋁箱總質(zhì)量_____，重力加速度_____。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

(2)當(dāng)砂桶和砂的總質(zhì)量M較大導(dǎo)致a較大時，實得到的加速度a的值可能是____（填選項前的字母）

A、 B、 C、 D、

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示是氫原子的能級圖，大量處于n=4激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級躍遷時，一共可以輻射出6種不同頻率的光子；巴耳末系是指氫原子由高能級向n=2能級躍遷時釋放的光子，則以下說法正確的是

A. 6種光子均比巴耳末系中所有光的頻率高

B. 6種光子中波長最長的光子是從n=4激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時產(chǎn)生的

C. 若從n=2能級躍遷到基態(tài)釋放的光子能使某金屬板發(fā)生光電效應(yīng)，則從n=3能級躍遷到n=2能級釋放的光子也一定能使該板發(fā)生光電效應(yīng)

D. 使n=4能級的氫原子電離至少要0.85eV的能量

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示電路中，電源電動勢為E，線圈L的電阻不計。以下判斷正確的是（ ）

A.閉合S，穩(wěn)定后，電容器兩端電壓為E

B.閉合S，穩(wěn)定后，電容器的a極帶正電

C.斷開S的瞬間，電容器的a極板將帶正電

D.斷開S的瞬間，電容器不帶電

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】甲、乙兩物體在同一直線上運(yùn)動，其位移一時間圖象如圖所示，由圖象可知

A. 甲比乙運(yùn)動得快

B. 乙開始運(yùn)動時，兩物體相距20m

C. 在前25s內(nèi)，兩物體距離先增大后減小

D. 在前25s內(nèi)，兩物體位移大小相等

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某一物體做直線運(yùn)動，其速度隨時間變化的v—t圖象如圖所示。下列說法錯誤的是（ ）

A.在t=36s時，物體速度的方向發(fā)生了變化

B.在0~44s內(nèi)，bc段對應(yīng)的加速度最大

C.在36s~44s內(nèi)，物體的位移為192m

D.在36s~44s內(nèi)，物體的加速度為－6m/s2

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