【題目】如圖所示為兩根豎直地放置在地面上的金屬框架，框架的上端接有一電容量為C的電容器．框架上有一質(zhì)量為m，長(zhǎng)為L的金屬棒，平行于地面放置，與框架接觸良好無摩擦，棒離地面高度為h.強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)與框架平面相垂直．開始時(shí)電容器不帶電．自靜止起將棒釋放，問棒落到地面需要多少時(shí)間？

【答案】

【解析】設(shè)金屬棒下滑的速度大小為v，則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：E＝Blv①

平行板電容器兩板間的電勢(shì)差為U＝E②

設(shè)此時(shí)電容器極板上積累的電荷為Q，按定義有：

C＝③

聯(lián)立①②③式得Q＝CBlv④

設(shè)在時(shí)間間隔(t，t＋Δt)內(nèi)流經(jīng)金屬棒的電荷量為ΔQ，按定義電流為I＝⑤

ΔQ也是Δt電容器極板上增加的電荷量，

由④式得ΔQ＝CBlΔv⑥

式中Δv為速度的變化量，按定義有a＝⑦

對(duì)金屬棒由牛頓第二定律得BIl－mg＝ma⑧

聯(lián)立⑤⑥⑦⑧式解得a＝⑨

由⑨式知金屬棒向下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)．

由位移公式得h＝at2

聯(lián)立⑨⑩式得金屬棒到地面所用時(shí)間為

t＝.

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】客機(jī)的緊急出口處有一個(gè)狹長(zhǎng)的氣囊，發(fā)生意外時(shí)氣囊可以自動(dòng)充氣，生成一條連接出口和地面的斜面。乘客在氣囊上的滑行可以簡(jiǎn)化成以下模型：如圖：固定斜面AC的傾角θ=370,AC的長(zhǎng)L=9m，質(zhì)量m = 50kg的物塊從A端由靜止開始沿斜面下滑。已知物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5,sin370=0.6 ,cos370=0.8，重力加速度為g=10m/s2。求：

(1)物塊對(duì)斜面壓力的大小和方向；

(2)物塊下滑時(shí)的加速度大小；

(3)物塊從A滑行到C所用的時(shí)間。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，位于豎直平面內(nèi)的矩形金屬線圈，邊長(zhǎng)L1=0．40m、L2=0．25m，其匝數(shù)n=100匝，總電阻r=1．0Ω，線圈的兩個(gè)末端分別與兩個(gè)彼此絕緣的銅環(huán)C、D（集流環(huán)）焊接在一起，并通過電刷和R=3．0Ω的定值電阻相連接。線圈所在空間存在水平向右的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1．0T，在外力驅(qū)動(dòng)下線圈繞豎直固定中心軸O1O2勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度ω=2．0rad/s。求：

（1）電阻R兩端電壓的最大值；

（2）從線圈通過中性面（即線圈平面與磁場(chǎng)方向垂直的位置）開始計(jì)時(shí)，經(jīng)過周期通過電阻R的電荷量；

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，Q1、Q2帶等量正電荷，固定在絕緣水平面上，在其連線上有一光滑絕緣桿，桿上套一帶正電的小球，桿所在的區(qū)域存在一個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向如圖所示，小球重力不計(jì)．現(xiàn)將小球從圖示位置由靜止開始釋放，在小球運(yùn)動(dòng)過程中，下列說法中正確的是（ ）

A. 小球所受的洛倫茲力大小變化，但方向不變

B. 小球的加速度將不斷變化

C. 小球所受洛倫茲力將不斷變化

D. 小球速度一直增大

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，一對(duì)光滑的平行金屬導(dǎo)軌固定在同一水平面內(nèi)，導(dǎo)軌間距l＝0.5 m，左端接有阻值R＝0.3 Ω的電阻．一質(zhì)量m＝0.1 kg、電阻r＝0.1 Ω的金屬棒MN放置在導(dǎo)軌上，整個(gè)裝置置于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.4 T．金屬棒在水平向右的外力作用下，由靜止開始以a＝2 m/s2的加速度做勻加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)金屬棒的位移x＝9 m時(shí)撤去外力，金屬棒繼續(xù)運(yùn)動(dòng)一段距離后停下來，已知撤去外力前、后回路中產(chǎn)生的焦耳熱之比Q1∶Q2＝2∶1.導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)且電阻不計(jì)，金屬棒在運(yùn)動(dòng)過程中始終與導(dǎo)軌垂直且兩端與導(dǎo)軌保持良好接觸．求：

(1)金屬棒在勻加速運(yùn)動(dòng)過程中，通過電阻R的電荷量q；

(2)撤去外力后回路中產(chǎn)生的焦耳熱Q2；

(3)外力做的功WF.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，A、B為兩塊水平放置的帶等量異種電荷的平行金屬板，一個(gè)質(zhì)量m＝10－4kg、電荷量q＝5×10－5C的帶正電粒子靜止于兩板的正中央，已知兩板間距離為20 cm，g＝10 m/s2，求：

(1)兩板間勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小；

(2)兩板間的電勢(shì)差；

(3)若用某種方法將帶電粒子的帶電荷量減少一半，使帶電粒子從兩板正中央由靜止開始運(yùn)動(dòng)，則經(jīng)過多長(zhǎng)時(shí)間粒子撞到板上．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某同學(xué)嘗試把一個(gè)靈敏電流表改裝成溫度表，他所選用的器材有：靈敏電流表（待改裝），學(xué)生電源（電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻不計(jì)），滑動(dòng)變阻器，單刀雙擲開關(guān)，導(dǎo)線若干，導(dǎo)熱性能良好的防水材料，標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)，PTC熱敏電阻Rt。（PTC線性熱敏電阻的阻值與攝氏溫度t的關(guān)系為，，）。設(shè)計(jì)電路圖如圖所示，并按如下步驟進(jìn)行操作

（1）按電路圖連接好實(shí)驗(yàn)器材。

（2）將滑動(dòng)變阻器滑片P滑到 端（填“a”或“b”），單刀雙擲開關(guān)S擲于 端（填“c”或“d”），調(diào)節(jié)滑片P使電流表 ，并在以后的操作中保持滑片P位置不動(dòng)，設(shè)此時(shí)電路總電阻為R，斷開電路。

（3）容器中倒入適量開水，觀察標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)，每當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)示數(shù)下降5℃，就將開關(guān)S置于d端，并記錄此時(shí)的溫度t和對(duì)應(yīng)的電流表的示數(shù)I，然后斷開開關(guān)。請(qǐng)根據(jù)溫度表的設(shè)計(jì)原理和電路圖，寫出電流與溫度的關(guān)系式（用題目中給定的符號(hào)）I= 。

（4）根據(jù)對(duì)應(yīng)溫度記錄的電流表示數(shù)，重新刻制電流表的表盤，改裝成溫度表。根據(jù)改裝原理，此溫度表表盤刻度線的特點(diǎn)是：低溫刻度在 側(cè)（填“左”或“右”），刻度線分布是否均勻? （填“是”或“否”）。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，小木塊 a、b 和 c（可視為質(zhì)點(diǎn)）放在水平圓盤上，a、b 兩個(gè)質(zhì)量均為 m ，c 的質(zhì)量為；a 與轉(zhuǎn)軸 OO′的距離為 l ，b、c 與轉(zhuǎn)軸 OO′的距離為 2l 且均處于水平圓盤的邊緣。木塊與圓盤的最大靜摩 擦力為木塊所受重力的 k 倍，重力加速度大小為 g ，若圓盤從靜止開始繞轉(zhuǎn)軸緩慢地加速轉(zhuǎn)動(dòng)，下列說法 正確的是（ ）

A. b、c 所受的摩擦力始終相等，故同時(shí)從水平圓盤上滑落

B. 當(dāng) a、b 和 c 均未滑落時(shí)，a、c 所受摩擦力的大小相等

C. b 和 c 均未滑落時(shí)線速度大小不相等

D. b 開始滑動(dòng)時(shí)的角速度是

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，物體A用輕質(zhì)細(xì)繩與圓環(huán)B連接，圓環(huán)套在固定豎直桿MN上。現(xiàn)用一水平力F作用在繩上的O點(diǎn)，將O點(diǎn)緩慢向左移動(dòng)，使細(xì)繩與豎直方向的夾角增大，在此過程中圓環(huán)B始終處于靜止?fàn)顟B(tài)。下列說法正確的是 （ ）

A. 水平力F逐漸增大

B. 繩對(duì)圓環(huán)B的彈力不變

C. 桿對(duì)圓環(huán)B的摩擦力變大

D. 桿對(duì)圓環(huán)B的彈力不變

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