【題目】如圖所示，兩根足夠長(zhǎng)的光滑金屬導(dǎo)軌MN、PQ間矩為L=1.0M，其電阻不計(jì)，兩導(dǎo)軌及其構(gòu)成的平面均與水平面成角。完全相同的兩金屬棒ab、cd分別垂直導(dǎo)軌放置，每個(gè)棒兩端都與導(dǎo)軌始終有良好接觸，己知兩棒的質(zhì)量均為m=0.02kg，電阻均為R=0.2 ,整個(gè)裝置處在垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=0.5T，棒ab在平行于導(dǎo)軌向上的力F作用下，沿導(dǎo)軌向上勻速運(yùn)動(dòng)，而棒cd恰好能保持靜止。取g=10m/s2,求：

（1）通過cd棒的電流I的大小.

（2）棒ab受到的力F的大小.

（3）當(dāng)電流通過電路產(chǎn)生的焦耳熱為Q=0.3J時(shí)，力F做的功W是多少？

【答案】（1）0.2A（2）0.2N（3）0.6J

【解析】（1）棒cd受到的安培力為

棒cd在共點(diǎn)力作用下平衡，則有，解得I=0.2A

（2）棒ab與棒cd受到的安培力大小相等，有：

對(duì)棒ab由共點(diǎn)力平衡有：，解得F=0.2N

（3）設(shè)在時(shí)間t內(nèi)電路產(chǎn)生的焦耳熱為Q=0.3J，則棒cd產(chǎn)生熱量

由焦耳定律可得

設(shè)ab棒勻速運(yùn)動(dòng)的速度大小為v，則此時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E=BLv，

由閉合電路歐姆定律可得

在時(shí)間t內(nèi)，棒ab沿導(dǎo)軌的位移為

力F做的功為W=Fx

綜上所述，代入數(shù)據(jù)解得W=0.6J

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】關(guān)于加速度，下列說法中正確的是

A. 加速度是描述物體速度變化快慢的物理量

B. 加速度是描述物體速度變化的物理量

C. 加速度是指增加的速度

D. 物體運(yùn)動(dòng)的速度隨著加速度的減小而減小

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某同學(xué)測(cè)量一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，可供選擇的器材有：電流表A（0～0.6A）、電壓表V1（0～3V）、電壓表V2（0～15V）、滑動(dòng)變阻器R1（10Ω，2A）、滑動(dòng)變阻器R2（500Ω，2A）、2.5Ω的定值電阻R0、電鍵S及導(dǎo)線若干。

（1）實(shí)驗(yàn)中，電壓表應(yīng)選擇_____________（選填“V1”或“V2”），滑動(dòng)變阻器選用_____________（選填“R1”或“R2”）。

（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)，實(shí)物連接線路如圖所示，其中有一條導(dǎo)線未連接，請(qǐng)補(bǔ)畫該導(dǎo)線____________。

（3）（單選題）連好電路后，該同學(xué)移動(dòng)滑動(dòng)變阻器，測(cè)量5組數(shù)據(jù)記錄在表中。由表中數(shù)據(jù)可以看出，電流表示數(shù)變化明顯，但電壓表示數(shù)變化不明顯，最有可能的原因是（_______）

次數(shù)

1

2

3

4

5

I/A

0.10

0.20

0.30

0.40

0.50

U/V

1.46

1.44

1.43

1.42

1.41

A.電壓表有故障

B.電池內(nèi)阻太小

C.電流表量程太小

D.定值電阻R0太小

（4）為使電壓表的示數(shù)變化更明顯，請(qǐng)?jiān)诜娇蛑挟嫵?/span>_________。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)變化過程如圖所示，第一種變化是從A到B，第二種變化是從A到C.比較兩種變化過程，則

A. A到C過程氣體吸收的熱量較多

B. A到B過程氣體吸收的熱量較多

C. 兩個(gè)過程氣體吸收的熱量一樣多

D. 兩個(gè)過程氣體內(nèi)能增量不相同

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲所示，在豎直方向上有四條間距相等的水平虛線L1、L2、L3、L4，在L1L2之間和L3L4之間存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B大小均為1T，方向垂直于虛線所在平面�，F(xiàn)有一矩形線圈abcd，寬度cd＝L＝0.5m，質(zhì)量為0.1kg，電阻為2Ω，將其從圖示位置由靜止釋放（cd邊與L1重合），速度隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖乙所示，t1時(shí)刻cd邊與L2重合，t2時(shí)刻ab邊與L3重合，t3時(shí)刻ab邊與L4重合，已知t1～t2的時(shí)間間隔為0.6s，整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中線圈平面始終處于豎直方向，重力加速度g取10m/s2。則

A. 在0～t1時(shí)間內(nèi)，通過線圈的電荷量為0.25C

B. 線圈勻速運(yùn)動(dòng)的速度大小為8m/s

C. 線圈的長(zhǎng)度ad為1m

D. 0～t3時(shí)間內(nèi)，線圈產(chǎn)生的熱量為4.2J

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】關(guān)于自由落體加速度g，下列說法正確的是（ ）

A. 輕的物體g值小，重的物體g值大

B. 同一地點(diǎn)，一切物體g值都相同

C. 地球上任何地方g值都相同

D. g值在赤道處小于在北極處

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】一立方體透明物體橫截面如圖所示，底面BC和右側(cè)面CD均鍍銀(圖中粗線)，P、M、Q、N分別為AB邊、BC邊、CD邊、AD邊的中點(diǎn)，虛線在ABCD所在的平面內(nèi)并與AB平行.虛線上有一點(diǎn)光源S，從S發(fā)出一條細(xì)光線射到P點(diǎn)時(shí)與PA的夾角成30°，經(jīng)折射后直接射到M點(diǎn)，從透明物體的AD面上射出后剛好可以回到S點(diǎn).試求：(計(jì)算中可能會(huì)用到 ＝1.41， ＝2.45，sin 15°＝0.26)

（1）透明物體的折射率n；

（2）若光在真空中的速度為c，正方形ABCD的邊長(zhǎng)為a，則光從S點(diǎn)發(fā)出后，經(jīng)過多長(zhǎng)時(shí)間射回S點(diǎn)？

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】距地面高5m的水平直軌道上A、B兩點(diǎn)相距2m，在B點(diǎn)用細(xì)線懸掛一小球，離地高度為h，如圖．小車始終以4m/s的速度沿軌道勻速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)將隨車攜帶的小球由軌道高度自由卸下，小車運(yùn)動(dòng)至B點(diǎn)時(shí)細(xì)線被軋斷，最后兩球同時(shí)落地．不計(jì)空氣阻力，取重力加速度的大小g=10m/s2 ． 可求得h等于（　　）

A. 1.25 m B. 2.25 m C. 3.75 m D. 4.75 m

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲所示，電阻不計(jì)的光滑平行金屬導(dǎo)軌相距L = 0.5m，上端連接R=0.5Ω的電阻，下端連著電阻不計(jì)的金屬卡環(huán)，導(dǎo)軌與水平面的夾角θ=300，導(dǎo)軌間虛線區(qū)域存在方向垂直導(dǎo)軌平面向上的磁場(chǎng)，其上、下邊界之間的距離s = 10m，磁感應(yīng)強(qiáng) 度B-t圖如圖乙所示.長(zhǎng)為L(zhǎng)且質(zhì)量為m= 0.5kg的金屬棒ab的電阻不計(jì)，垂直導(dǎo) 軌放置于距離磁場(chǎng)上邊界d = 2.5m處，在t= 0時(shí)刻由靜止釋放，棒與導(dǎo)軌始終接觸良好，滑至導(dǎo)軌底端被環(huán)卡住不動(dòng)g取10m/s2，求：

(1)棒運(yùn)動(dòng)到磁場(chǎng)上邊界的時(shí)間；

(2)棒進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)受到的安培力；

(3)在0-5s時(shí)間內(nèi)電路中產(chǎn)生的焦耳熱.

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