如圖所示，MM′，NN′為相距L=30cm的光滑平行金屬導軌，導軌左端接有定值電阻R=0.1Ω，金屬導體棒ab垂直導軌放在導軌上，金屬棒的電阻R0=0.3Ω，導體棒可貼著導軌無摩擦滑動，導軌電阻不計．導軌右端接一水平放置的平行板電容器，兩水平金屬板間的距離為d=27cm，整個裝置都放在垂直紙面向里的勻強磁場中．當ab以速度v向右勻速運動時，一帶電微粒剛好能以速率v在平行金屬板間作半徑為r=
19
m的勻速圓周運動．（g=10m/s2）求：
（l）為使帶電微粒做上述要求的運動，v應為多少？
（2）若勻強磁場的磁感應強度B=2.0T，則此時作用在ab棒上的水平拉力應為多少？
分析：根據(jù)法拉第電磁感應定律表示出感應電動勢，然后根據(jù)閉合電路歐姆定律求出電流，由歐姆定律求出ab兩端的電壓，從而表示出極板間電場強度，根據(jù)受力平衡列方程求出比荷，最后由牛頓第二定律列洛倫茲力提供向心力方程求出速度；
根據(jù)平衡條件列方程求出拉力大�。�
解答：解：（1）當ab以速度v向右勻速運動時，產(chǎn)生的感應電動勢：
E=BLv                                 
回路abNM產(chǎn)生的感應電流為：I=
BLv0
R+R0

則ab兩端的電壓（AB兩板間電勢差）為：Uab=IR=
BLRv
R+R0

對帶電粒子：要使粒子在AB板間作勻速圓周運動，重力和電場力平衡，有：
mg=
Uab
d
q
得：
m
q
=
Uab
gd
                   
洛侖茲力提供向心力，有：qvB=m
v2
r
 
得：r=
mv
qB

聯(lián)立以上五式解得：v=
(R+R0)gdr
RL

代入數(shù)據(jù)得：v=2m/s
（2）對于導體棒，做勻速運動時，拉力F等于安培力大�。�
即：F=F安=BIL=
B2L2v
R+R0

代入數(shù)據(jù)得：F=1.8N
答：（l）為使帶電微粒做上述要求的運動，v應為2m/s．
（2）若勻強磁場的磁感應強度B=2.0T，則此時作用在ab棒上的水平拉力應為1.8N．
點評：解決此類問題時一定要注意ab兩點間的電壓為路端電壓，不是感應電動勢大小也不是內(nèi)電壓．
練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

如圖所示，固定在上、下兩層水平面上的平行金屬導軌MN、M′N′和OP、O′P′間距都是l，二者之間固定兩組豎直半圓形軌道PQM和P′Q′M′，兩軌道間距也均為l，且PQM和P′Q′M′的豎直高度均為4R，兩個半圓形軌道的半徑均為R．軌道的QQ′端、MM′端的對接狹縫寬度可忽略不計，圖中的虛線為絕緣材料制成的固定支架，能使導軌系統(tǒng)位置固定．將一質(zhì)量為m的金屬桿沿垂直導軌方向放在下層金屬導軌的最左端OO′位置，金屬桿在與水平成θ角斜向上的恒力作用下沿導軌運動，運動過程中金屬桿始終與導軌垂直，且接觸良好．當金屬桿通過4R距離運動到導軌末端PP′位置時其速度大小vP=4
gR
．金屬桿和導軌的電阻、金屬桿在半圓軌道和上層水平導軌上運動過程中所受的摩擦阻力，以及整個運動過程中所受空氣阻力均可忽略不計．
精英家教網(wǎng)
（1）已知金屬桿與下層導軌間的動摩擦因數(shù)為μ，求金屬桿所受恒力F的大��；
（2）金屬桿運動到PP′位置時撤去恒力F，金屬桿將無碰撞地水平進入第一組半圓軌道PQ和P′Q′，又在對接狹縫Q和Q′處無碰撞地水平進入第二組半圓形軌道QM和Q′M′的內(nèi)側(cè)，求金屬桿運動到半圓軌道的最高位置MM′時，它對軌道作用力的大��；
（3）若上層水平導軌足夠長，其右端連接的定值電阻阻值為r，導軌處于磁感應強度為B、方向豎直向下的勻強磁場中．金屬桿由第二組半圓軌道的最高位置MM′處，無碰撞地水平進入上層導軌后，能沿上層導軌滑行．求金屬桿在上層導軌上能滑行的最大距離．

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)做圓周運動的兩個物體M和N，它們所受的向心力F與軌道半徑R之間的關(guān)系如圖所示，其中與N對應的圖線是過坐標原點的直線，與M對應的圖線為雙曲線的一個分支，則以下推斷正確的是（　�。�
A、若兩者R相同，則角速度ωM一定等于ωNB、若兩者F大小相等，動能EkM一定等于EKNC、若質(zhì)量mM大于mN，且向心力均等于F′，則線速度vM一定小于vND、在兩圖線的交點，動能EkM一定等于EkN

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（1）用游標為50分度的卡尺(測量值可準確到0.02 mm)測定某圓柱的直徑時，卡尺上的示數(shù)如圖所示．可讀出圓柱的直徑為________mm.

（2）某同學做“驗證力的平行四邊形定則”的實驗，主要步驟如下：

A．在桌面上放一塊方木板，在方木板上鋪一張

白紙，用圖釘把白紙釘在方木板上；

B．用圖釘把橡皮條的一端固定在板上的A點，在橡皮條的另一端拴上兩條細繩，細繩的另一端系著繩套；

C．用兩個彈簧測力計分別鉤住繩套，互成角度地拉橡皮條，使橡皮條伸長，結(jié)點到達某一位置O.記下O點的位置，讀出兩個彈簧測力計的示數(shù)；

D．按選好的標度，用鉛筆和刻度尺作出兩個彈簧測力計的拉力F1和F2的圖示，并用平行四邊形定則作出合力F；

E．只用一個彈簧測力計，通過繩套拉橡皮條使其伸長，讀出彈簧測力計的示數(shù)，記下細繩的方向，按同一標度作出這個力F′的圖示；

F．比較力F′和F的大小和方向，看它們是否相同，得出結(jié)論．

上述步驟中：

①有重要遺漏內(nèi)容的步驟的序號是___________和___________；

②遺漏的內(nèi)容分別是_________________和_________________．

（3）為了測定電源電動勢E的大小、內(nèi)電阻r和定值電阻R0的阻值，某同學利用DIS設(shè)計了如圖所示的電路．閉合電鍵S1，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑動觸頭P向某一方向移動時，用電壓傳感器1、電壓傳感器2和電流傳感器測得數(shù)據(jù)，并根據(jù)測量數(shù)據(jù)計算機分別描繪了如圖所示的M、N兩條U－I直線．不考慮傳感器在測量過程中對電路的影響，請回答下列問題：

              ①根據(jù)圖中的M、N兩條直線可知(　　)

A．直線M是根據(jù)電壓傳感器1和電流傳感器的數(shù)據(jù)畫得的

B．直線M是根據(jù)電壓傳感器2和電流傳感器的數(shù)據(jù)畫得的

C．直線N是根據(jù)電壓傳感器1和電流傳感器的數(shù)據(jù)畫得的

D．直線N是根據(jù)電壓傳感器2和電流傳感器的數(shù)據(jù)畫得的

       ②圖象中兩直線交點處電路中的工作狀態(tài)是(　　)

A．滑動變阻器的滑動頭P滑到了最左端  　　B．電源的輸出功率最大

C．定值電阻R0上消耗的功率為0.5 W  　　  D．電源的效率達到最大值

③根據(jù)圖可以求得電源電動勢E＝________ V，內(nèi)電阻r＝________ Ω.

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（1）（3分）用游標為50分度的卡尺(測量值可準確到0.02 mm)測定某圓柱的直徑時，卡尺上的示數(shù)如圖所示．可讀出圓柱的直徑為________mm.

（2）（6分）某同學做“驗證力的平行四邊形定則”的實驗，主要步驟如下：

A．在桌面上放一塊方木板，在方木板上鋪一張

白紙，用圖釘把白紙釘在方木板上；

B．用圖釘把橡皮條的一端固定在板上的A點，在橡皮條的另一端拴上兩條細繩，細繩的另一端系著繩套；

C．用兩個彈簧測力計分別鉤住繩套，互成角度地拉橡皮條，使橡皮條伸長，結(jié)點到達某一位置O.記下O點的位置，讀出兩個彈簧測力計的示數(shù)；

D．按選好的標度，用鉛筆和刻度尺作出兩個彈簧測力計的拉力F1和F2的圖示，并用平行四邊形定則作出合力F；

E．只用一個彈簧測力計，通過繩套拉橡皮條使其伸長，讀出彈簧測力計的示數(shù)，記下細繩的方向，按同一標度作出這個力F′的圖示；

F．比較力F′和F的大小和方向，看它們是否相同，得出結(jié)論．

上述步驟中：

①有重要遺漏內(nèi)容的步驟的序號是___________和___________；

②遺漏的內(nèi)容分別是_________________和_________________．

（3）（9分）為了測定電源電動勢E的大小、內(nèi)電阻r和定值電阻R0的阻值，某同學利用DIS設(shè)計了如圖所示的電路．閉合電鍵S1，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑動觸頭P向某一方向移動時，用電壓傳感器1、電壓傳感器2和電流傳感器測得數(shù)據(jù)，并根據(jù)測量數(shù)據(jù)計算機分別描繪了如圖所示的M、N兩條U－I直線．不考慮傳感器在測量過程中對電路的影響，請回答下列問題：

        ①根據(jù)圖中的M、N兩條直線可知(　　)

A．直線M是根據(jù)電壓傳感器1和電流傳感器的數(shù)據(jù)畫得的

B．直線M是根據(jù)電壓傳感器2和電流傳感器的數(shù)據(jù)畫得的

C．直線N是根據(jù)電壓傳感器1和電流傳感器的數(shù)據(jù)畫得的

D．直線N是根據(jù)電壓傳感器2和電流傳感器的數(shù)據(jù)畫得的

    ②圖象中兩直線交點處電路中的工作狀態(tài)是(　　)

A．滑動變阻器的滑動頭P滑到了最左端 　　B．電源的輸出功率最大

C．定值電阻R0上消耗的功率為0.5 W  　　  D．電源的效率達到最大值

③根據(jù)圖可以求得電源電動勢E＝________V，內(nèi)電阻r＝________ Ω.

 

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科目：高中物理 來源：2010-2011學年廣東省等三校高三2月聯(lián)考理綜物理部分 題型：實驗題

（1）（3分）用游標為50分度的卡尺(測量值可準確到0.02 mm)測定某圓柱的直徑時，卡尺上的示數(shù)如圖所示．可讀出圓柱的直徑為________mm.

（2）（6分）某同學做“驗證力的平行四邊形定則”的實驗，主要步驟如下：

A．在桌面上放一塊方木板，在方木板上鋪一張

白紙，用圖釘把白紙釘在方木板上；

B．用圖釘把橡皮條的一端固定在板上的A點，在橡皮條的另一端拴上兩條細繩，細繩的另一端系著繩套；

C．用兩個彈簧測力計分別鉤住繩套，互成角度地拉橡皮條，使橡皮條伸長，結(jié)點到達某一位置O.記下O點的位置，讀出兩個彈簧測力計的示數(shù)；

D．按選好的標度，用鉛筆和刻度尺作出兩個彈簧測力計的拉力F1和F2的圖示，并用平行四邊形定則作出合力F；

E．只用一個彈簧測力計，通過繩套拉橡皮條使其伸長，讀出彈簧測力計的示數(shù)，記下細繩的方向，按同一標度作出這個力F′的圖示；

F．比較力F′和F的大小和方向，看它們是否相同，得出結(jié)論．

上述步驟中：

①有重要遺漏內(nèi)容的步驟的序號是___________和___________；

②遺漏的內(nèi)容分別是_________________和_________________．

（3）（9分）為了測定電源電動勢E的大小、內(nèi)電阻r和定值電阻R0的阻值，某同學利用DIS設(shè)計了如圖所示的電路．閉合電鍵S1，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑動觸頭P向某一方向移動時，用電壓傳感器1、電壓傳感器2和電流傳感器測得數(shù)據(jù)，并根據(jù)測量數(shù)據(jù)計算機分別描繪了如圖所示的M、N兩條U－I直線．不考慮傳感器在測量過程中對電路的影響，請回答下列問題：

        ①根據(jù)圖中的M、N兩條直線可知(　　)

A．直線M是根據(jù)電壓傳感器1和電流傳感器的數(shù)據(jù)畫得的

B．直線M是根據(jù)電壓傳感器2和電流傳感器的數(shù)據(jù)畫得的

C．直線N是根據(jù)電壓傳感器1和電流傳感器的數(shù)據(jù)畫得的

D．直線N是根據(jù)電壓傳感器2和電流傳感器的數(shù)據(jù)畫得的

    ②圖象中兩直線交點處電路中的工作狀態(tài)是(　　)

A．滑動變阻器的滑動頭P滑到了最左端  　　B．電源的輸出功率最大

C．定值電阻R0上消耗的功率為0.5 W  　　  D．電源的效率達到最大值

③根據(jù)圖可以求得電源電動勢E＝________ V，內(nèi)電阻r＝________ Ω.

 

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