【題目】如圖所示，兩根平行金屬導軌MN和PQ放在水平面上，左半部分間距為L，右半部分間距為0.5L，左端向上彎曲，所有導軌光滑且電阻不計。水平段導軌所處空間有兩個有界勻強磁場，兩磁場左邊界相距，中間有一段無磁場區(qū)隔開，磁場I左邊界在水平段導軌的最左端，磁感強度大小為B，磁場II的磁感應強度大小為2B，方向都豎直向上。質(zhì)量均為m、電阻均為R、長度均為L的相同均勻?qū)w棒a和b垂直導軌放置在其上，導體棒b置于磁場II區(qū)最左邊處。a、b兩棒在運動過程中始終與導軌垂直、接觸良好。

(1)將a棒從左端彎曲軌道上距水平面高度h處由靜止釋放，求出a棒剛進入磁場I時b棒的加速度大��；

(2)假設兩磁場區(qū)域沿導軌方向足夠長，兩棒都未滑離各自的磁場區(qū)，a棒在磁場I內(nèi)運動的過程中，求：

①a棒產(chǎn)生的焦耳熱；

②穩(wěn)定后a、b棒間的距離與釋放高度h的函數(shù)關系。

【答案】（1）；（2）①，②

【解析】

(1)金屬棒在彎曲光滑導軌上運動過程中機械能守恒，設其剛進入磁場I時速度為v0，產(chǎn)生的感應電動勢為E，電路中的電流為I，由機械能守恒

解得

感應電動勢，對回路

解得

對金屬棒b：所受安培力

金屬棒b加速度：

方向向右

(2)①金屬棒a在磁場I中減速運動，感應電動勢逐漸減小，棒b在磁場II中加速運動，感應電動勢逐漸增加，當兩者相等時，回路中感應電流為0，此后棒a、b都做勻速運動。

設棒b、b最終的速度大小分別為vl、v2，由

解得

對金屬棒a、b構(gòu)成的系統(tǒng)，合外力為0，動量守恒，設向右為正方向，有

解得

，

根據(jù)能量守恒，回路中產(chǎn)生的焦耳熱

②對a棒，由動量守恒有

即

得

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】下列說法正確的是（　�。�

A. 天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，揭示了原子核是由質(zhì)子和中子組成的

B. 盧瑟福的α粒子散射實驗揭示了原子核有復雜結(jié)構(gòu)

C. 玻爾的原子結(jié)構(gòu)理論在盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)學說基礎上引進了量子觀點

D. α射線，β射線，γ射線本質(zhì)上都是電磁波，且γ射線的波長最短

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，質(zhì)量為m長度為L的金屬棒MN兩端由等長的輕質(zhì)細線水平懸掛，處于豎直向上磁感強度為B的勻強磁場中，原來處于靜止狀態(tài)。第一次棒中由恒流源通以由M向N的恒定電流，MN最高上擺到θ=角，第二次棒中通以大小變化的電流使MN緩慢上移到相同的θ角。不計空氣阻力，下列說法正確的是（　　）

A.第一次棒中的恒定電流

B.兩次上擺過程安培力對金屬棒做功相同

C.兩次上擺過程中細繩的彈力均一直變大

D.第二次最大電流值等于第一次的電流值

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在用可拆變壓器“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關系”實驗中，下列說法正確的是（　�。�

A.可以用多節(jié)干電池串聯(lián)起來作為電源

B.若鐵芯不閉合，通過正確的操作可以得到結(jié)論：在誤差允許的范圍內(nèi)原副線圈的匝數(shù)比等于電壓之比

C.原線圈接0、8接線柱，副線圈接0、4接線柱，副線圈電壓大于原線圈電壓

D.保持原線圈匝數(shù)和電壓不變，改變副線圈的匝數(shù)，可以研究副線圈匝數(shù)對輸出電壓的影響

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】（1）在“探究導體電阻與其影響因素（包括材料）的關系”實驗中，進行如下一些操作。

①用累積法測電阻絲的直徑，用來被繞的管選用哪種較好__________

A. 橫截面圓形直徑大約5mm的硬質(zhì)等大直水筆芯桿

B. 橫截面圓形直徑大約2cm的硬質(zhì)等大直塑料水管

C. 橫截面正方形或三角形邊長約1cm的等大直鐵管

②繞制過程中覺得緊密程度不好，又用游標卡尺直接測量該金屬絲的直徑，如下圖所示的讀數(shù)為______mm。

③已知電阻絲的電阻Rx約為10，現(xiàn)備有下列器材供測電阻時使用

量程0. 2A內(nèi)阻約0. 5的電流

表量程3V內(nèi)阻約6k的電壓表

阻值0～5額定電流2A的滑動變阻器

干電池兩節(jié)

開關一個

導線若干

根據(jù)給出的器材應設計的實驗電路（要求多測量幾組數(shù)據(jù)，結(jié)果盡可能精確）________。

A. B.

C. D.

④用小燈泡替換電阻絲，選用其中的一個電路測量描繪出如下圖的小燈泡伏安特性曲線，根據(jù)圖線判斷，將幾只相同的小燈泡并聯(lián)后直接與電動勢為3. 0V、內(nèi)阻為1. 0的電源組成閉合電路，要保證電源的效率不低于50%，則并聯(lián)的小燈泡不能超過__________只。

（2）在“測量玻璃的折射率”的實驗中，正確操作插好了4枚大頭針，如圖所示，畫出了光路圖，在圖中標記了四個角，分別為、、、，作出ab的垂線NN′和NN′的平行線MM′（圖中兩虛線）分別作為ab界面和cd界面的法線。測量ac、bd寬度發(fā)現(xiàn)ac略大于bd。則下列有關玻璃磚的折射率n的說法正確的是__________。

A. 折射率n等于 B. 折射率n等于

C. 折射率n大于 D. 折射率n小于

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【題目】一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B，再變化到狀態(tài)C其狀態(tài)變化過程中p—V圖像如圖所示，已知該氣體在狀態(tài)A時的溫度為27℃，求：

(1)該氣體在狀態(tài)B時的溫度；

(2)該氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)C的過程中與外界交換的熱量；

(3)從微觀角度解釋狀態(tài)A與狀態(tài)C氣體壓強不同的原因。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某同學學習了自由落體運動后，想到既然自由落體也是勻變速直線運動，那就可以設計一自由落體運動來測量自由落體加速度于是和同學合作，按照如圖1所示的裝置來進行試驗．

實驗室中電火花計器是______儀器．

該同學實驗時讓重物從靜止下落，并且測量了第1、2點的間距接近______mm，就可以確保重物做的是自由落體運動．

做完實驗，選擇了一條紙帶，并截取了中間某一段，如圖2，已知時間間隔為T．

則測量C點速度______，重力加速度______寫表達式

另一同學計算了個其中連續(xù)5個點的速度，如下表，請在圖3中描繪出該運動的圖象．

通過圖象得出重力加速度______，偏差的原因______．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】半徑為R的透明圓柱體處在真空中，如圖所示是它的截面圖。AB、CD是相互垂直的兩條直徑，P點與AB距離、Q點與CD距離均為。單色光平行于AB射入透明圓柱體，從A、Q兩點射入的光從圓柱體的同一點射出，已知光速為c，求：

（1）該透明圓柱體介質(zhì)的折射率；

（2）從P點射入的光通過透明圓柱體的時間。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某同學用圖甲所示的實驗裝置做“用雙縫干涉測量光的波長”實驗，他用帶有游標尺的測量頭(如圖乙所示)測量相鄰兩條亮條紋間的距離Δx。轉(zhuǎn)動測量頭的手輪，使分劃板的中心刻線對齊某一條亮條紋(將這一條紋確定為第一亮條紋)的中心，此時游標尺上的示數(shù)如圖丙所示，則圖丙的示數(shù)x1＝________mm。再轉(zhuǎn)動測量頭的手輪，使分劃板的中心刻線對齊第6條亮條紋的中心，此時游標尺上的示數(shù)情況如圖丁所示，則圖丁的示數(shù)x2＝________mm。如果實驗所用雙縫之間的距離d＝0.20 mm，雙縫到屏的距離l＝60 cm。根據(jù)以上數(shù)據(jù)可得出光的波長λ＝__________m(保留1位小數(shù))。

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