【題目】如圖所示，處于勻強(qiáng)磁場中的兩根足夠長、電阻不計的平行金屬導(dǎo)軌相距1m，導(dǎo)軌平面與水平面成角，下端連接阻值為R的電阻，勻強(qiáng)磁場方向與導(dǎo)軌平面垂直。質(zhì)量為0.2kg、電阻不計的金屬棒放在兩導(dǎo)軌上，棒與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸，它們之間的動摩擦因數(shù)為0.25。

（1）求金屬棒沿導(dǎo)軌由靜止開始下滑時的加速度大小；

（2）當(dāng)金屬棒下滑速度達(dá)到穩(wěn)定時，電阻R消耗的功率為8W，求該速度的大小；

（3）在上問中，若R＝2Ω，金屬棒中的電流方向由a到b，求磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小與方向。（g=10m/s2，sin＝0.6，cos＝0.8）

【答案】（1）（2）（3），磁場方向垂直導(dǎo)軌平面向上

【解析】

（1）因為金屬棒剛開始下滑的速度為零，所以不受到安培力作用，由牛頓第二定律得

代入數(shù)據(jù)解得

（2）金屬棒下滑速度穩(wěn)定時，棒受力平衡，根據(jù)平衡條件有

又因為金屬棒克服安培力做功的功率等于電路中電阻R消耗的電功率

代入數(shù)據(jù)解得

（3）設(shè)電路中電流為I，兩導(dǎo)軌間金屬棒的長為l，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，則

因為，聯(lián)立解得

磁場方向垂直導(dǎo)軌平面向上。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，光滑的水平面AB與半徑R=0.5m的光滑豎直半圓軌道BCD在B點相切，D點為半圓軌道最高點，A點的右側(cè)連接一粗糙的水平面，用細(xì)線連接甲、乙兩物體，中間夾一輕質(zhì)壓縮彈簧，彈簧與甲、乙兩物體不拴接，甲的質(zhì)量m1=4kg，乙的質(zhì)量m2=5kg，甲、乙均靜止。若燒斷細(xì)線，甲離開彈簧后經(jīng)過B點進(jìn)入半圓軌道，過D點時對軌道的壓力恰好為零。取g=10m/s2。甲、乙兩物體可看做質(zhì)點，求：

(1)甲離開彈簧后經(jīng)過B點時的速度的大小vB；

(2)燒斷細(xì)線吋彈簧的彈性勢能EP；

(3)若固定甲，將乙物體換為質(zhì)量為m的物體丙，燒斷細(xì)線，丙物體離開彈簧后從A點進(jìn)入動摩擦因數(shù)μ=0.5的粗糙水平面，AF是長度為4l的水平軌道，F端與半徑為l的光滑半圓軌道FCH相切，半圓的直徑FH豎直，如圖所示.設(shè)丙物體離開彈簧時的動能為6mgl，重力加速度大小為g，求丙物體離開圓軌道后落回到水平面BAF上的位置與F點之間的距離s；

(4)在滿足第(3)問的條件下，若丙物體能滑上圓軌道，且能從GH間離開圓軌道滑落（G點為半圓軌道中點)，求丙物體的質(zhì)量的取值范圍

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，光滑水平面上靜止放著長L=2.0m，質(zhì)量M=3.0kg的木板，一個質(zhì)量m=1.0kg的小物體(可視為質(zhì)點)放在離木板右端d=0.40m處，小物體與木板之間的動摩擦因數(shù)μ=0.1�，F(xiàn)對木板施加F=10.0N水平向右的拉力，使其向右運(yùn)動。 g取10m/s2.求：

(1)木板剛開始運(yùn)動時的加速度大��；

(2)從開始拉動木板到小物體脫離木板，拉力做功的大小；

(3)為使小物體能脫離木板，此拉力作用時間最短為多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】豎直面內(nèi)一傾斜軌道與一足夠長的水平軌道通過一小段光滑圓弧平滑連接，小物塊B靜止于水平軌道的最左端，如圖（a）所示。t=0時刻，小物塊A在傾斜軌道上從靜止開始下滑，一段時間后與B發(fā)生彈性碰撞（碰撞時間極短）；當(dāng)A返回到傾斜軌道上的P點（圖中未標(biāo)出）時，速度減為0，此時對其施加一外力，使其在傾斜軌道上保持靜止。物塊A運(yùn)動的v-t圖像如圖（b）所示，圖中的v1和t1均為未知量。已知A的質(zhì)量為m，初始時A與B的高度差為H，重力加速度大小為g，不計空氣阻力。

（1）求物塊B的質(zhì)量；

（2）在圖（b）所描述的整個運(yùn)動過程中，求物塊A克服摩擦力所做的功；

（3）已知兩物塊與軌道間的動摩擦因數(shù)均相等，在物塊B停止運(yùn)動后，改變物塊與軌道間的動摩擦因數(shù)，然后將A從P點釋放，一段時間后A剛好能與B再次碰上。求改變前面動摩擦因數(shù)的比值。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】圖a是用電流傳感器（相當(dāng)于電流表，其電阻可以忽略不計）研究自感現(xiàn)象的實驗電路，圖中兩個電阻的阻值均為R，L是一個自感系數(shù)足夠大的自感線圈，其直流電阻值也為R。圖b是某同學(xué)畫出的在t0時刻開關(guān)S切換前后，通過傳感器的電流隨時間變化的圖象。關(guān)于這些圖象，下列說法中正確的是

A.甲是開關(guān)S由斷開變?yōu)殚]合，通過傳感器1的電流隨時間變化的情況

B.乙是開關(guān)S由斷開變?yōu)殚]合，通過傳感器1的電流隨時間變化的情況

C.丙是開關(guān)S由閉合變?yōu)閿嚅_，通過傳感器2的電流隨時間變化的情況

D.丁是開關(guān)S由閉合變?yōu)閿嚅_，通過傳感器2的電流隨時間變化的情況

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在高度為L、足夠?qū)挼膮^(qū)域MNPQ內(nèi)，有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.質(zhì)量為m、邊長為L、電阻為R的正方形導(dǎo)線框abcd，在MN上方某一高度由靜止開始自由下落．當(dāng)bc邊進(jìn)入磁場時，導(dǎo)線框恰好做勻速運(yùn)動．已知重力加速度為g，不計空氣阻力，求：

(1)導(dǎo)線框剛下落時，bc邊距磁場上邊界MN的高度h；

(2)導(dǎo)線框離開磁場的過程中，通過導(dǎo)線框某一橫截面的電荷量q；

(3)導(dǎo)線框穿越磁場的整個過程中，導(dǎo)線框中產(chǎn)生的熱量Q.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】利用霍爾效應(yīng)制作的霍爾元件以及傳感器，廣泛應(yīng)用于測量和自動控制等領(lǐng)域。如圖所示，將一金屬或半導(dǎo)體薄片垂直置于磁場B中，在薄片的兩個側(cè)面a、b間通以電流I時，另外兩側(cè)c、f間會產(chǎn)生電勢差，這一現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)。其原因是薄片中的移動電荷受洛倫茲力的作用向一側(cè)偏轉(zhuǎn)和積累，于是c、f間建立起電場，同時產(chǎn)生霍爾電勢差。當(dāng)電荷所受的電場力與洛倫茲力處處相等時，和達(dá)到穩(wěn)定值，的大小與I和B以及霍爾元件厚度d之間滿足關(guān)系式，其中比例系數(shù)稱為霍爾系數(shù)，僅與材料性質(zhì)有關(guān)

(1)設(shè)半導(dǎo)體薄片的寬度（c、f間距）為l，請寫出和的關(guān)系式；若半導(dǎo)體材料是由電子導(dǎo)電的，請判斷圖中c、f哪端的電勢高；

(2)已知半導(dǎo)體薄片內(nèi)單位體積中導(dǎo)電的電子數(shù)為n，電子的電荷量為e，請推導(dǎo)出霍爾系數(shù)的表達(dá)式；（通過橫截面積S的電流，其中v是導(dǎo)電電子定向移動的平均速率）

(3)圖一是霍爾測速儀的示意圖，將非磁性圓盤固定在轉(zhuǎn)軸上，圓盤的周邊等距離地嵌裝著m個永磁體，相鄰永磁體的極性相反�；魻栐糜诒粶y圓盤的邊緣附近。當(dāng)圓盤勻速轉(zhuǎn)動時，霍爾元件輸出的電壓脈沖信號圖像如圖二所示：

①若在時間t內(nèi)，霍爾元件輸出的脈沖數(shù)目為P，請導(dǎo)出圓盤轉(zhuǎn)速N的表達(dá)式；

②利用霍爾測速儀可以測量汽車行駛的里程.除此之外，請你展開“智慧的翅膀”，提出另一個實例或設(shè)想。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖（a）所示，揚(yáng)聲器中有一線圈處于磁場中，當(dāng)音頻電流信號通過線圈時，線圈帶動紙盆振動，發(fā)出聲音。俯視圖（b）表示處于輻射狀磁場中的線圈（線圈平面即紙面），磁場方向如圖中箭頭所示。在圖（b）中

A. 當(dāng)電流沿順時針方向時，線圈所受安培力的方向垂直于紙面向里

B. 當(dāng)電流沿順時針方向時，線圈所受安培力的方向垂直于紙面向外

C. 當(dāng)電流沿逆時針方向時，線圈所受安培力的方向垂直于紙面向里

D. 當(dāng)電流沿逆時針方向時，線圈所受安培力的方向垂直于紙面向外

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在坐標(biāo)系xoy的第一、第三象限內(nèi)存在相同的勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直于xoy面向里；第四象限內(nèi)有沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度大小為E. 一質(zhì)量為、帶電量為的粒子自y軸的P點沿x軸正方向射入第四象限，經(jīng)x軸上的Q點進(jìn)入第一象限，隨即撤去電場，以后僅保留磁場。已知OP=d，OQ=2d，不計粒子重力。

（1）求粒子過Q點時速度的大小和方向。

（2）若磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為一定值B0，粒子將以垂直y軸的方向進(jìn)入第二象限，求B0；

（3）若磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為另一確定值，經(jīng)過一段時間后粒子將再次經(jīng)過Q點，且速度與第一次過Q點時相同，求該粒子相鄰兩次經(jīng)過Q點所用的時間。

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