【題目】如圖所示，兩根足夠長(zhǎng)的平行光滑金屬導(dǎo)軌、固定在豎直平面內(nèi)，導(dǎo)軌間距為L，下端連接阻值為4r的定值電阻，導(dǎo)軌電阻不計(jì)。整個(gè)裝置處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直導(dǎo)軌平面向里。一質(zhì)量為m的金屬棒ab接入回路的電阻為r，在大小為3mg方向豎直向上的拉力作用下開(kāi)始運(yùn)動(dòng)。金屬棒始終保持水平且與導(dǎo)軌接觸良好，重力加速度為g，求：

(1)金屬棒所能達(dá)到最大速度vm的大�。�

(2)金屬棒從靜止開(kāi)始沿導(dǎo)軌上滑h，此時(shí)已達(dá)到最大速度，這一過(guò)程中金屬棒上產(chǎn)生的焦耳熱Qr。

【答案】(1)；(2)

【解析】

(1)速度最大時(shí)受力平衡，根據(jù)平衡條件可得

其中拉力，導(dǎo)體棒切割磁感應(yīng)線(xiàn)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，根據(jù)閉合電路的歐姆定律可得

聯(lián)立解得

(2)金屬棒從靜止開(kāi)始沿導(dǎo)軌上滑h過(guò)程中克服安培力做的功為WA，根據(jù)動(dòng)能定理可得

得

根據(jù)功能關(guān)系可得產(chǎn)生的總的焦耳熱為

根據(jù)焦耳定律可得這一過(guò)程中金屬棒上產(chǎn)生的焦耳熱

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】利用電場(chǎng)和磁場(chǎng)來(lái)控制帶電粒子的運(yùn)動(dòng)，在現(xiàn)代科學(xué)實(shí)驗(yàn)和技術(shù)設(shè)備中有廣泛的應(yīng)用。如圖1所示為電子槍的結(jié)構(gòu)示意圖，電子從熾熱的金屬絲發(fā)射出來(lái)，在金屬絲和金屬板之間加以電壓U0，發(fā)射出的電子在真空中加速后，沿電場(chǎng)方向從金屬板的小孔穿出做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。已知電子的質(zhì)量為m，電荷量為e，不計(jì)電子重力及電子間的相互作用力。設(shè)電子剛剛離開(kāi)金屬絲時(shí)的速度為零：

(1)求電子從電子槍中射出時(shí)的速度v0的大小；

(2)示波器中的示波管是利用電場(chǎng)來(lái)控制帶電粒子的運(yùn)動(dòng)。如圖2所示，Y和為間距為d的兩個(gè)偏轉(zhuǎn)電極，兩板長(zhǎng)度均為L，極板右側(cè)邊緣與屏相距x，OO′為兩極板間的中線(xiàn)并與屏垂直，O點(diǎn)為電場(chǎng)區(qū)域的中心點(diǎn)。從電子槍中射出的電子束沿OO′射入電場(chǎng)中，若兩板間不加電場(chǎng)，電子打在屏上的點(diǎn)。為了使電子打在屏上的P點(diǎn)，P與相距h，則需要在兩極板間加多大的電壓U；

(3)電視機(jī)中顯像管的電子束偏轉(zhuǎn)是用磁場(chǎng)來(lái)控制的。如圖3所示，有一半徑為r的圓形區(qū)域，圓心a與屏相距l，b是屏上的一點(diǎn)，ab與屏垂直。從電子槍中射出的電子束沿ab方向進(jìn)入圓形區(qū)域，若圓形區(qū)域內(nèi)不加磁場(chǎng)時(shí)，電子打在屏上的b點(diǎn)。為了使電子打在屏上的c點(diǎn)，c與b相距l，則需要在圓形區(qū)域內(nèi)加垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。求這個(gè)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】某小組預(yù)測(cè)量輕彈簧的勁度系數(shù)，他們認(rèn)為測(cè)量誤差主要來(lái)源于彈簧原長(zhǎng)的測(cè)量和彈簧形變量的測(cè)量，因此對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行如圖改進(jìn)：選擇較光滑的水平桌面，滑輪涂上潤(rùn)滑油，彈簧左端固定，右端通過(guò)輕繩跨過(guò)定滑輪。桌子右側(cè)豎起游標(biāo)卡尺，在輕繩上懸掛一個(gè)的鉤碼，移動(dòng)游標(biāo)，使其零刻度線(xiàn)對(duì)準(zhǔn)指針，此時(shí)標(biāo)尺讀數(shù)為；再懸掛一個(gè)的鉤碼，移動(dòng)游標(biāo)，再次使其零刻度線(xiàn)對(duì)準(zhǔn)指針，標(biāo)尺示數(shù)如圖所示，其讀數(shù)為__。當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮?/span>，此彈簧的勁度系數(shù)為__（保留3位有效數(shù)字）。請(qǐng)寫(xiě)出一條減少實(shí)驗(yàn)誤差的方法：__。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】一理想變壓器原、副線(xiàn)圈的匝數(shù)比為5：1，原線(xiàn)圈接入如圖甲所示的正弦交流電，副線(xiàn)圈接入燈泡L與熱敏電阻RT（阻值隨溫度升高而降低），燈泡正常發(fā)光，如圖乙所示。下列說(shuō)法正確的是（　　）

A.燈泡的額定電壓為44VB.副線(xiàn)圈輸出電壓的頻率為10Hz

C.RT溫度升高時(shí)，原線(xiàn)圈的電流增大D.RT溫度升高時(shí)，燈泡L變暗

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，一物塊開(kāi)始時(shí)靜止在粗糙的傾角為θ的固定斜面上。從某時(shí)刻開(kāi)始，物塊受到一方向不變、大小從零均勻增大、與斜面平行的拉力作用。假設(shè)物塊與斜面間的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力。以f表示物塊所受摩擦力的大小，F表示拉力的大小。能正確描述f與F之間的關(guān)系的圖象可能是（　�。�

A. B. C. D.

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】假期里，一位同學(xué)在廚房里協(xié)助媽媽做菜，對(duì)菜刀發(fā)生了興趣。他發(fā)現(xiàn)菜刀的刀刃前部和后部的厚薄不一樣，如圖所示，菜刀橫截面為等腰三角形，刀刃前部的橫截面頂角較小，后部的頂角較大，他先后做出過(guò)幾個(gè)猜想,其中合理的是

A. 刀刃前部和后部厚薄不勻，僅是為了打造方便,外形美觀(guān),跟使用功能無(wú)關(guān)

B. 在刀背上加上同樣的壓力時(shí)，分開(kāi)其他物體的力跟刀刃厚薄無(wú)關(guān)

C. 在刀背上加上同樣的壓力時(shí)，頂角越大，分開(kāi)其他物體的力越大

D. 在刀背上加上同樣的壓力時(shí)，頂角越小，分開(kāi)其他物體的力越大

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，用一根細(xì)線(xiàn)系住重力為G的小球，開(kāi)始細(xì)線(xiàn)在作用于O點(diǎn)的拉力下保持豎直位置，小球與傾角為α的光滑斜面體接觸，處于靜止?fàn)顟B(tài)，小球與斜面的接觸面非常小�，F(xiàn)保持小球位置不動(dòng)，沿順時(shí)針?lè)较蚋淖兝Ψ较�，直到拉力方向與斜面平行。在這一過(guò)程中，斜面保持靜止。下列說(shuō)法正確的是（　　）

A. 細(xì)線(xiàn)對(duì)小球的拉力先減小后增大

B. 斜面對(duì)小球的支持力先增大后減小

C. 斜面對(duì)地面的摩擦力一直減小，方向向右

D. 細(xì)線(xiàn)對(duì)小球的拉力的最小值等于Gsin α

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示,質(zhì)量為m的木塊在質(zhì)量為M的長(zhǎng)木板上受到向右的拉力F的作用向右滑行,長(zhǎng)木板處于靜止?fàn)顟B(tài),已知木塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ1，木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ2.下列說(shuō)法正確的是( )

A. 木板受到地面的摩擦力的大小一定是μ1(m+M)g

B. 木板受到地面的摩擦力的大小一定是μ1mg

C. 當(dāng)F>μ2(m+M)g時(shí),木板便會(huì)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)

D. 無(wú)論怎樣改變F的大小,木板都不可能運(yùn)動(dòng)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】（1）在 探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化規(guī)律 的實(shí)驗(yàn)中，下列說(shuō)法正確的是_________。

A．電火花計(jì)時(shí)器正常工作時(shí)，其打點(diǎn)的周期取決于交流電壓的高低

B．電火花計(jì)時(shí)器應(yīng)接在10V以下的交流電源上才能正常工作

C．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器連續(xù)工作時(shí)間很短，應(yīng)注意打點(diǎn)之后要立即關(guān)閉電源

D．開(kāi)始實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)先接通電源，后釋放小車(chē)

（2）某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中，由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器得到表示小車(chē)運(yùn)動(dòng)過(guò)程的一條清晰紙帶如圖所示，紙帶上兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為T＝0．10s，其中S1=7．05cm、S2=7．68 cm、S3=8．33 cm、S4=8．95 cm、S5=9．61 cm、S6=10．26 cm，則D點(diǎn)處瞬時(shí)速度大小是_________m/s，計(jì)算小車(chē)運(yùn)動(dòng)加速度的表達(dá)式為____________，加速度大小是_________m/s2（計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）．

（3）另一同學(xué)利用氣墊導(dǎo)軌測(cè)定滑塊的加速度，滑塊上安裝了寬度為3．0 cm的遮光條，如圖所示，滑塊在牽引力作用下先后勻加速通過(guò)兩個(gè)光電門(mén)，配套的數(shù)字毫秒計(jì)記錄了遮光條通過(guò)第一個(gè)光電門(mén)的時(shí)間為Δt1＝0．30 s，通過(guò)第二個(gè)光電門(mén)的時(shí)間為Δt2＝0．10 s，遮光條從開(kāi)始遮住第一個(gè)光電門(mén)到開(kāi)始遮住第二個(gè)光電門(mén)的時(shí)間為Δt＝4．0 s．試估算：滑塊經(jīng)過(guò)第一個(gè)光電門(mén)時(shí)的速度大小v1=____________ m/s ；在滑動(dòng)過(guò)程中，滑塊的加速度大小a=____________ m/s2．

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