【題目】如圖甲所示，電阻不計(jì)的光滑平行金屬導(dǎo)軌相距L = 0.5m，上端連接R=0.5Ω的電阻，下端連著電阻不計(jì)的金屬卡環(huán)，導(dǎo)軌與水平面的夾角θ=300，導(dǎo)軌間虛線區(qū)域存在方向垂直導(dǎo)軌平面向上的磁場(chǎng)，其上、下邊界之間的距離s = 10m，磁感應(yīng)強(qiáng) 度B-t圖如圖乙所示.長(zhǎng)為L(zhǎng)且質(zhì)量為m= 0.5kg的金屬棒ab的電阻不計(jì)，垂直導(dǎo) 軌放置于距離磁場(chǎng)上邊界d = 2.5m處，在t= 0時(shí)刻由靜止釋放，棒與導(dǎo)軌始終接觸良好，滑至導(dǎo)軌底端被環(huán)卡住不動(dòng)g取10m/s2，求：

(1)棒運(yùn)動(dòng)到磁場(chǎng)上邊界的時(shí)間；

(2)棒進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)受到的安培力；

(3)在0-5s時(shí)間內(nèi)電路中產(chǎn)生的焦耳熱.

【答案】t=1s；F安=2.5N； Q=75J

【解析】（1）棒從靜止釋放到剛進(jìn)磁場(chǎng)的過程中做勻加速運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律得：
mgsinθ=ma
得：a=gsinθ=5m/s2
由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式：d=at2得：

（2）棒剛進(jìn)磁場(chǎng)時(shí)的速度v=at=5m/s
由法拉第電磁感應(yīng)定律：E=BLv
而 、F安=BIL
得：安培力F安= =2.5N
（3）因?yàn)镕安=mgsinθ=2.5N，所以金屬棒進(jìn)入磁場(chǎng)后做勻速直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)至導(dǎo)軌底端的時(shí)間為：

由圖可知，棒被卡住1s后磁場(chǎng)才開始均勻變化，且

由法拉第電磁感應(yīng)定律：

所以在0-5s時(shí)間內(nèi)電路中產(chǎn)生的焦耳熱為：Q=Q1+Q2
而Q1= t1=25J，Q2=t2=50J
所以Q=75J

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】如圖所示，兩根足夠長(zhǎng)的光滑金屬導(dǎo)軌MN、PQ間矩為L=1.0M，其電阻不計(jì)，兩導(dǎo)軌及其構(gòu)成的平面均與水平面成角。完全相同的兩金屬棒ab、cd分別垂直導(dǎo)軌放置，每個(gè)棒兩端都與導(dǎo)軌始終有良好接觸，己知兩棒的質(zhì)量均為m=0.02kg，電阻均為R=0.2 ,整個(gè)裝置處在垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=0.5T，棒ab在平行于導(dǎo)軌向上的力F作用下，沿導(dǎo)軌向上勻速運(yùn)動(dòng)，而棒cd恰好能保持靜止。取g=10m/s2,求：

（1）通過cd棒的電流I的大小.

（2）棒ab受到的力F的大小.

（3）當(dāng)電流通過電路產(chǎn)生的焦耳熱為Q=0.3J時(shí)，力F做的功W是多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，兩個(gè)完全相同的小球A、B，在同一高度處以相同大小的初速度v0分別水平拋出和豎直向上拋出，忽略空氣阻力，下列說法正確的是

A．兩小球落地時(shí)的速度相同

B．兩小球落地時(shí)，重力的瞬時(shí)功率相同

C．從開始運(yùn)動(dòng)至落地，重力對(duì)兩小球做功相同

D．從開始運(yùn)動(dòng)至落地，重力對(duì)兩小球做功的平均功率相同

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在電場(chǎng)強(qiáng)度為E＝1×104 N/C、方向水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，用一根長(zhǎng)L＝1 m的絕緣細(xì)桿(質(zhì)量不計(jì))固定一個(gè)質(zhì)量為m＝0.2 kg、電荷量為q＝5×10－6 C、帶正電的小球．細(xì)桿可繞軸O在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng)．現(xiàn)將桿由水平位置A輕輕釋放，在小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)B的過程中．

(1)電場(chǎng)力對(duì)小球做功多少？小球電勢(shì)能如何變化？

(2)小球在最低點(diǎn)的動(dòng)能為多少？

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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(zhǎng)度為L(zhǎng)的木板靜止在光滑的水平面上，一個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)、質(zhì)量為m的小物體放在木板上最左端，現(xiàn)用一水平恒力F作用在小物體上，使物體從靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)．已知物體和木板之間的摩擦力為Ff.當(dāng)物體滑到木板的最右端時(shí)，木板運(yùn)動(dòng)的距離為x，則在此過程中(　　)

A. 物體到達(dá)木板最右端時(shí)具有的動(dòng)能為(F－Ff)(L＋x)

B. 物體到達(dá)木板最右端時(shí)，木板具有的動(dòng)能為Ffx

C. 系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量為Ff(L＋x)

D. 物體和木板增加的機(jī)械能為Fx

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】為了測(cè)定一個(gè)水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小，小明所在的物理興趣小組做了如下實(shí)驗(yàn)：用長(zhǎng)為L的絕緣輕質(zhì)細(xì)線，上端固定于O點(diǎn)，下端拴一質(zhì)量為m、帶電荷量為＋q的小球(可視為質(zhì)點(diǎn))，如圖所示，開始時(shí)，將線與小球拉成水平，然后釋放，小球由靜止開始向下擺動(dòng)，擺到B點(diǎn)時(shí)速度恰好為零，然后又從B點(diǎn)向A點(diǎn)擺動(dòng)，如此往復(fù)．小明用測(cè)量工具測(cè)量與水平方向所成的角度θ，剛好為60°.不計(jì)空氣阻力，下列說法中正確的是(　　)

A. 在B點(diǎn)時(shí)小球受到的合力為0

B. 電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小為

C. 小球從A運(yùn)動(dòng)到B，重力勢(shì)能減小

D. 小球在下擺的過程中，小球的機(jī)械能和電勢(shì)能之和先減小后增大

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲所示，A、B為某電場(chǎng)中一條直線上的兩個(gè)點(diǎn)，現(xiàn)將正點(diǎn)電荷從A點(diǎn)靜止釋放，僅在電場(chǎng)力作用下運(yùn)動(dòng)一段距離到達(dá)B點(diǎn)，其電勢(shì)能Ep隨位移x的變化關(guān)系如乙圖．從A到B過程中，下列說法中正確的是(　　)

　

A. 電場(chǎng)力對(duì)電荷一直做正功

B. 電勢(shì)一直升高

C. 電荷所受電場(chǎng)力先減小后增大

D. 電荷所受電場(chǎng)力先增大后減小

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】關(guān)于電磁波，下列說法中正確的是（ ）

A. 電磁波是由恒定不變的電場(chǎng)或磁場(chǎng)產(chǎn)生的

B. 超聲波屬于電磁波

C. 光屬于電磁波

D. 電磁波不能在真空中傳播

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，兩個(gè)質(zhì)量均為m的小木塊a和b(可視為質(zhì)點(diǎn))放在水平圓盤上，a與轉(zhuǎn)軸OO′的距離為l，b與轉(zhuǎn)軸的距離為2l。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)，用ω表示圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度，下列說法正確的是

A. b一定比a先開始滑動(dòng)

B. a、b所受的摩擦力始終相等

C. ω=是b開始滑動(dòng)的臨界角速度

D. 當(dāng)ω=時(shí)，a所受摩擦力的大小為kmg

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