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【題目】如圖所示，水平固定的平行光滑金屬導軌（電阻不計），間距為Z，置于磁感應強度為B、方向垂直導軌所在平面的勻強磁場中，導軌左側接有一阻值為R的電阻。一根與導軌接觸良好的金屬導體棒垂直導軌放置，導體棒的質量為m、阻值為r。導體棒在平行于軌道平面且與導體棒垂直的恒力F的作用下由靜止開始向右運動。當位移為x時，導體棒的速度為v，求：

(1)此過程中電阻R上產生的熱量；

(2)F作用的時間。

【答案】(1) (2)

【解析】解：(1)導體棒運動的過程中對其進行受力分析，根據動能定理

得

R上產生的熱量

(2)對導體棒進行受力分析，當導體棒向右切割時，產生感應電流,受到水平向左的安培力，因此導體棒水平方向受到拉力F和安培力，采用“微元法”求解，由初始位置開始，取很短的一段時間△t進行研究，末速度為，根據動量定理，有

由于研究的時間段很短，可將安培力視為恒力，，為該段時間內的平均速度，代入解得，有

同理,在速度之后連續(xù)取多段很短的時間段進行研究，直到末速度為v，有

……

將以上等式相加，得

其中

解得

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，足夠長的斜面與水平面的夾角為θ＝53°，空間中自上而下依次分布著垂直斜面向下的勻強磁場區(qū)域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、……、n，相鄰兩個磁場的間距均為d＝0.5 m．一邊長L＝0.1 m、質量m＝0.5 kg、電阻R＝0.2 Ω的正方形導線框放在斜面的頂端，導線框的下邊距離磁場Ⅰ的上邊界為d0＝0.4 m，導線框與斜面間的動摩擦因數μ＝0.5.將導線框由靜止釋放，導線框在每個磁場區(qū)域中均做勻速直線運動．已知重力加速度g＝10 m/s2，sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6，求：

(1)導線框進入磁場Ⅰ時的速度；

(2)磁場Ⅰ的磁感應強度B1；

(3)磁場區(qū)域n的磁感應強度Bn與B1的函數關系．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，質量為M的足夠長金屬導軌abcd放在光滑的絕緣水平面上．一電阻不計，質量為m的導體棒PQ放置在導軌上，始終與導軌接觸良好，PQbc構成矩形．棒與導軌間動摩擦因數為μ，棒左側有兩個固定于水平面的立柱．導軌bc段長為L，開始時PQ左側導軌的總電阻為R，右側導軌單位長度的電阻為R0．以ef為界，其左側勻強磁場方向豎直向上，右側勻強磁場水平向左，磁感應強度大小均為B．在t=0時，一水平向左的拉力F垂直作用在導軌的bc邊上，使導軌由靜止開始做勻加速直線運動，加速度為a．

（1）求回路中感應電動勢及感應電流隨時間變化的表達式；

（2）經過多長時間拉力F達到最大值，拉力F的最大值為多少？

（3）某過程中回路產生的焦耳熱為Q，導軌克服摩擦力做功為W，求導軌動能的增加量．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，水平地面上有一“L”型滑板ABC，豎直高度h＝1.8 m．D處有一固定障礙物，滑板右端C到障礙物的距離為1 m．滑板左端施加水平向右的推力F＝144 N的同時，有一小物塊緊貼豎直板的A點無初速度釋放，滑板撞到障礙物時立即撤去力F，滑板以原速率反彈，小物塊最終落在地面上，滑板質量M＝3 kg，小物塊質量m＝1 kg，滑板與小物塊及地面間的動摩擦因數均為μ＝0.4(取g＝10 m/s2，已知tan 37°＝)．求：

(1)滑板撞到障礙物前小物塊的加速度；

(2)小物塊落地時的速度；

(3)小物塊落地時到滑板B端的距離．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，導熱的氣缸固定在水平地面上，用活塞把一定質量的理想氣體封閉在氣缸中，氣缸的內壁光滑�，F用水平外力F作用于活塞桿，使活塞緩慢地向右移動，由狀態(tài)①變化到狀態(tài)②，在此過程中，如果環(huán)境溫度保持不變，下列說法正確的是_________ 。（填正確答案標號。選對1個得3分，選對2個得5分，選對3個得6分；每選錯1個扣3分，最低得分為0分）

A．每個氣體分子的速率都不變

B．氣體分子平均動能不變

C．水平外力F逐漸變大

D．氣體內能減少

E．氣體放出熱量

F．氣體內能不變，卻對外做功，此過程違反熱力學第一定律，不可能實現

G．氣體是從單一熱源吸熱，全部用來對外做功，但此過程不違反熱力學第二定律

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示是發(fā)電廠通過升壓變壓器進行高壓輸電，接近用戶端時再通過降壓變壓器降壓給用戶供電的示意圖，圖中變壓器均可視為理想變壓器，圖中電表均為理想交流電表。設發(fā)電廠輸出的電壓一定，兩條輸電線總電阻用R0表示，并且電阻不變，變阻器R相當于用戶用電器的總電阻。當用電器增加時，相當于R變小，則當用電進入高峰時（　　）

A. 電壓表V1、V2的讀數均不變，電流A2的讀數增大，電流表A1的讀數減小

B. 電壓表V3、V4的讀數均減小，電流A2的讀數增大，電流表A3的讀數增大

C. 電壓表V2、V3的讀數之差與電流表A2的讀數的比值不變

D. 線路損耗功率增大

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，一勁度系數很大的輕質彈簧下端固定在傾角θ=30°的斜面底端，將彈簧上端壓縮到A點鎖定。一質量為m的小物塊緊靠彈簧上端放置，解除彈簧鎖定，小物塊將沿斜面上滑至B點后又返回，A、B兩點的高度差為h，彈簧鎖定時具有的彈性勢能 ，鎖定及解除鎖定均無機械能損失，斜面上A點以下部分的摩擦不計，已知重力加速度為g。求：

(1)物塊與斜面間的動摩擦因數;

(2)物塊在離開彈簧后上滑和下滑過程中的加速度大小之比;

(3)若每次當物塊離開彈簧后立即將彈簧壓縮到A點鎖定，當物塊返回A點時立刻解除鎖定。設斜面最高點C（未畫出）與A的高度差為3h，試通過計算判斷物塊最終能否從C點拋出。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，真空中有一邊長為l的菱形ABCD，∠ADC=60°，P點是AC連線的中點，在A點固定一電量為q的負點電荷，在C點固定一電量為2q的正點電荷。則以下說法正確的是

A. B點和D點的電場強度相同

B. P點的電場強度大小是D點的4倍

C. B點電勢低于P點電勢

D. 試探電荷在D點的電勢能大于在B點的電勢能

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】甲同學準備做“驗證機械能守恒定律”實驗，乙同學準備做“探究加速度與力、質量的關系”實驗。

（1）上圖中A、B、C、D、E表示部分實驗器材，甲同學需在圖中選用的器材________；乙同學需在圖中選用的器材___________。（用字母表示）

（2）乙同學在實驗室選齊所需器材后，經正確操作獲得如圖所示的兩條紙帶①和②。紙帶__________的加速度大（填①或者②），其加速度大小為____________.

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