光滑的平行金屬導(dǎo)軌長L＝2 m，兩導(dǎo)軌間距d＝0.5 m，軌道平面與水平面的夾角θ＝30°，導(dǎo)軌上端接一阻值為R＝0.6 Ω的電阻，軌道所在空間有垂直軌道平面向上的勻強磁場，磁場的磁感應(yīng)強度B＝1 T，如圖所示．有一質(zhì)量m＝0.5 kg、電阻r＝0.4 Ω的金屬棒ab，放在導(dǎo)軌最上端，其余部分電阻不計．已知棒ab從軌道最上端由靜止開始下滑到最底端脫離軌道的過程中，電阻R上產(chǎn)生的熱量Q1＝0.6 J，取g＝10 m/s2，試求：

(1)當(dāng)棒的速度v＝2 m/s時，電阻R兩端的電壓；
(2)棒下滑到軌道最底端時速度的大小；
(3)棒下滑到軌道最底端時加速度a的大�。�
(1) 0.6 V (2) 4 m/s (3) 3 m/s2.

試題分析：(1)當(dāng)棒的速度v＝2 m/s時，棒中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E＝Bdv＝1 V
此時電路中的電流I＝＝1 A，所以電阻R兩端的電壓U＝IR＝0.6 V.
(2)根據(jù)Q＝I2Rt得＝，可知在棒下滑的整個過程中金屬棒中產(chǎn)生的熱量Q2＝Q1＝0.4 J
設(shè)棒到達最底端時的速度為v2，根據(jù)能的轉(zhuǎn)化和守恒定律，有：mgLsin θ＝mv＋Q1＋Q2，解得：v2＝4 m/s.
(3)棒到達最底端時回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流I2＝＝2 A
根據(jù)牛頓第二定律有：mgsin θ－BI2d＝ma，解得：a＝3 m/s2.
點評：在金屬棒切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的過程中，注意當(dāng)金屬棒運動的速度方向與磁場方向不垂直時，把速度分解為平行于磁場方向和垂直于磁場方向，只有垂直方向的分速度切割磁場產(chǎn)生電動勢．
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

關(guān)于干簧管，下列說法正確的是(　 　)
A．干簧管接入電路中相當(dāng)于開關(guān)的作用
B．干簧管是根據(jù)熱脹冷縮的原理制成的
C．干簧管接入電路中相當(dāng)于電阻的作用
D．干簧管是作為電控元件以實現(xiàn)自動控制的

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖甲所示，兩平行金屬板的板長不超過0.2 m，板間的電壓u隨時間t變化的圖線如圖乙所示，在金屬板右側(cè)有一左邊界為MN、右邊無界的勻強磁場，磁感應(yīng)強度，方向垂直紙面向里．現(xiàn)有帶正電的粒子連續(xù)不斷地以速度，沿兩板間的中線平行金屬板射入電場中，磁場邊界MN與中線垂直．已知帶電粒子的比荷，粒子所受的重力和粒子間的相互作用力均忽略不計．
(1)在每個粒子通過電場區(qū)域的時間內(nèi)，可以把板間的電場強度看作是恒定的．試說明這種處理能夠成立的理由．
(2)設(shè)時刻射入電場的帶電粒子恰能從平行金屬板邊緣射出，求該帶電粒子射出電場時的速度大小．
(3)對于所有經(jīng)過電場射入磁場的帶電粒子，設(shè)其射入磁場的入射點和從磁場射出的出射點間的距離為d，試判斷d的大小是否隨時間而變化？若不變，證明你的結(jié)論；若變，求出d的變化范圍．
　

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

電學(xué)中有些儀器經(jīng)常用到下述電子運動的物理原理。某一水平面內(nèi)有一直角坐標(biāo)系xOy平面，x=0和x=L=10cm的區(qū)間內(nèi)有一沿x軸負方向的有理想邊界的勻強電場E1=1.0×104V/m,x=L和x=3L的區(qū)間內(nèi)有一沿y軸負方向的有理想邊界的勻強電場E2=1.0×104V/m，一電子（為了計算簡單，比荷取為：）從直角坐標(biāo)系xOy平面內(nèi)的坐標(biāo)原點O以很小的速度進入勻強電場E1，計算時不計此速度且只考試xOy平面內(nèi)的運動。求：

（1）電子從O點進入到離開x=3L處的電場所需的時間；
（2）電子離開x=3L處的電場時的y坐標(biāo)；
（3）電子度開x=3L處的電場時的速度大小和方向。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖所示，水平放置的平行金屬板之間電壓大小為U，距離為d，其間還有垂直紙面向里的勻強磁場．質(zhì)量為帶電量為+q的帶電粒子，以水平速度v0從平行金屬板的正中間射入并做勻速直線運動，然后又垂直射入場強大小為E2，方向豎直向上的勻強電場，其邊界a、b間的寬為L(該電場豎直方向足夠長)．電場和磁場都有理想邊界，且粒子所受重力不計，求：
（1）勻強磁場對該帶電粒子作用力的大小f；
（2）該帶電粒子在a、b間運動的加速度大小a；
（3）該帶電粒子到達邊界b時的速度大小v．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，真空中存在重力場及相互垂直的勻強電場和勻強磁場，一帶電液滴在此復(fù)合場空間中可能有不同的運動狀態(tài)。下列關(guān)于帶電液滴的電性和運動狀態(tài)的說法中正確的是
A．如果帶正電，液滴可能處于靜止?fàn)顟B(tài)
B．如果帶負電，液滴可能做勻速直線運動
C．如果帶正電，液滴可能做勻速直線運動
D．如果帶負電，液滴可能做勻速圓周運動

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖所示，ABCD為豎直放在場強為E＝104V/m水平勻強電場中的絕緣光滑軌道，其中軌道的BCD部分是半徑為R的圓形軌道，軌道的水平部分與其半圓相切，A為水平軌道上的一點，而且AB＝R＝0.2m，把一質(zhì)量m＝0.1kg、帶電荷量q＝+1×10-4C的小球放在水平軌道的A點由靜止開始釋放，小球在軌道的內(nèi)側(cè)運動。（g取10m/s2）求：


（1）小球到達D點時對軌道壓力是多大？
（2）若讓小球安全通過軌道，開始釋放點離B點至少多遠？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖所示，兩根等長的絕緣細線懸掛一水平金屬細桿MN，處在與其垂直的水平勻強磁場中。金屬細桿的長度為1 m，質(zhì)量為8.9×10－3 kg。當(dāng)金屬細桿中通以0.89 A的電流時，兩絕緣細線上的拉力均恰好為零。忽略與金屬細桿連接細導(dǎo)線的影響，g=10m/s2。求：

（1）金屬細桿所受安培力的方向；
（2）金屬細桿中電流的方向；
（3）勻強磁場的磁感應(yīng)強度大小。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（12分）如圖所示，兩根平行金屬導(dǎo)軌固定在同一水平面內(nèi)，間距為l，導(dǎo)軌左端連接一個電阻R.一根質(zhì)量為m、電阻為r的金屬桿ab垂直放置在導(dǎo)軌上．在桿的右方距桿為d處有一個勻強磁場，磁場方向垂直于軌道平面向下，磁感應(yīng)強度為B.對桿施加一個大小為F、方向平行于導(dǎo)軌的恒力，使桿從靜止開始運動，已知桿到達磁場區(qū)域時速度為v，之后進入磁場恰好做勻速運動．不計導(dǎo)軌的電阻，假定導(dǎo)軌與桿之間存在恒定的阻力．求：

(1)導(dǎo)軌對桿ab的阻力大小Ff；
(2)桿ab中通過的電流及其方向；
(3)導(dǎo)軌左端所接電阻R的阻值．

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