【題目】如圖所示，光滑導(dǎo)軌MN和PQ固定在豎直平面內(nèi)，導(dǎo)軌間距為L，兩端分別接有阻值均為R的定值電阻R1和R2, 兩導(dǎo)軌間有一邊長(zhǎng)為的正方形區(qū)域abcd，該區(qū)域內(nèi)有磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．一質(zhì)量為m的金屬桿與導(dǎo)軌相互垂直且接觸良好，從ab處由靜止釋放，若金屬桿離開磁場(chǎng)前已做勻速運(yùn)動(dòng)，其余電阻均不計(jì)．求：

(1) 金屬桿離開磁場(chǎng)前的瞬間流過(guò)R1的電流大小和方向；

(2) 金屬桿離開磁場(chǎng)時(shí)速度的大小；

(3) 金屬桿穿過(guò)整個(gè)磁場(chǎng)過(guò)程中電阻R1上產(chǎn)生的電熱．

【答案】(1)，方向從P到M；(2)；(3)

【解析】

（1）桿出磁場(chǎng)前已做勻速運(yùn)動(dòng)，重力與安培力平衡，由安培力公式F=BIL和平衡條件求解；
（2）桿產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=Bv，又根據(jù)閉合歐姆定律得到E=I，聯(lián)立可求得速度v；
（3）金屬桿穿過(guò)整個(gè)磁場(chǎng)過(guò)程中，重力做功為mg，桿獲得的動(dòng)能為mv2，根據(jù)能量守恒定律求解回路中產(chǎn)生的總熱量，根據(jù)兩個(gè)電阻并聯(lián)求解R1上產(chǎn)生的電熱．

（1）設(shè)流過(guò)金屬桿中的電流為I，由平衡條件得mg＝BI，

解得I＝

所以R1中的電流大小I1＝，方向從P到M.

（2）設(shè)桿勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度為v

由E＝Bv　

E＝I　

得v＝

（3）mg＝Q＋mv2

得 　　

R1上產(chǎn)生的焦耳熱為

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】真空中有一點(diǎn)電荷Q，MN是這個(gè)點(diǎn)電荷電場(chǎng)中的一條水平直線，如圖所示，A、B、C是直線MN上的三個(gè)點(diǎn)，B是A、C的中點(diǎn)，點(diǎn)電荷Q位于A點(diǎn)正上方O處(未畫出)。設(shè)A、B、C三點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小分別為EA、EB、EC，且EB=EA，則EC的值為

A. EA B. EA C. EA D. EA

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】2018年2月13日，平昌冬奧會(huì)女子單板滑雪U形池項(xiàng)目中，我國(guó)選手劉佳宇榮獲亞軍。如圖所示為U形池模型，其中a、c為U形池兩側(cè)邊緣，在同一水平面，b為U形池最低點(diǎn)。劉佳宇從a點(diǎn)上方h高的O點(diǎn)自由下落由左側(cè)進(jìn)入池中，從右側(cè)飛出后上升至最高位置d點(diǎn)相對(duì)c點(diǎn)高度為。不計(jì)空氣阻力，下列判斷正確的是

A. 從O到d的過(guò)程中機(jī)械能減少

B. 從a到d的過(guò)程中機(jī)械能守恒

C. 從d返回到c的過(guò)程中機(jī)械能減少

D. 從d返回到b的過(guò)程中，重力勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化為動(dòng)能

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，一圓柱形鐵芯上沿軸線方向繞有矩形線圈，鐵芯與磁極的縫隙間形成了輻向均勻磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的中心與鐵芯的軸線重合．當(dāng)鐵芯繞軸線以角速度ω沿順時(shí)針?lè)较騽蛩俎D(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，下列線圈中電流隨時(shí)間變化的圖象，正確的是(從圖位置開始計(jì)時(shí)，N、S極間縫隙的寬度不計(jì)，以a邊的電流進(jìn)入紙面，b邊的電流出紙面為正方向)(　　)

A. B.

C. D.

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向垂直紙面向里，一帶電微粒從磁場(chǎng)邊界d點(diǎn)垂直于磁場(chǎng)方向射入，沿曲線dpa打到屏MN上的a點(diǎn)，通過(guò)pa段用時(shí)為t.若該微粒經(jīng)過(guò)P點(diǎn)時(shí)，與一個(gè)靜止的不帶電微粒碰撞并結(jié)合為一個(gè)新微粒，最終打到屏MN上。若兩個(gè)微粒所受重力均忽略,則新微粒運(yùn)動(dòng)的 ( )

A. 軌跡為pb,至屏幕的時(shí)間將小于t

B. 軌跡為pc,至屏幕的時(shí)間將大于t

C. 軌跡為pa，至屏幕的時(shí)間將大于t

D. 軌跡為pb,至屏幕的時(shí)間將等于t

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】在“研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象”的實(shí)驗(yàn)中，首先按右上圖接線，以查明電流表指針的偏轉(zhuǎn)方向與電流方向之間的關(guān)系．當(dāng)閉合S時(shí)觀察到電流表指針向左偏，不通電時(shí)電流表指針停在正中央．然后按如圖所示將電流表與線圈B連成一個(gè)閉合回路，將線圈A、電池、滑動(dòng)變阻器和電鍵S串聯(lián)成另一個(gè)閉合電路．

（1）S閉合后，將線圈A插入線圈B的過(guò)程中，電流表的指針將 （填：左偏、右偏或者不偏）．

（2）線圈A放在B中不動(dòng)時(shí)，指針將 （填：左偏、右偏或者不偏）．

（3）線圈A放在B中不動(dòng)，將滑動(dòng)變阻器的滑片P向左滑動(dòng)時(shí)，電流表指針將 （填：左偏、右偏或者不偏）．

（4）線圈A放在B中不動(dòng)，突然斷開S．電流表指針將 （填：左偏、右偏或者不偏）．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，半徑為a的圓內(nèi)有一固定的邊長(zhǎng)為1.5a的等邊三角形框架ABC，框架中心與圓心重合，S為位于BC邊中點(diǎn)處的狹縫．三角形框架內(nèi)有一水平放置帶電的平行金屬板，框架與圓之間存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．一束質(zhì)量為m、電量為q，不計(jì)重力的帶正電的粒子，從P點(diǎn)由靜止經(jīng)兩板間電場(chǎng)加速后通過(guò)狹縫S，垂直BC邊向下進(jìn)入磁場(chǎng)并發(fā)生偏轉(zhuǎn)．忽略粒子與框架碰撞時(shí)能量與電量損失．求：

(1)要使粒子進(jìn)入磁場(chǎng)后第一次打在SB的中點(diǎn)，則加速電場(chǎng)的電壓為多大？

(2)要使粒子最終仍能回到狹縫S，則加速電場(chǎng)電壓滿足什么條件？

(3)回到狹縫S的粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最短時(shí)間是多少？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a開始，經(jīng)歷ab、be、cd、de四個(gè)過(guò)程到達(dá)狀態(tài)e，其中ba的延長(zhǎng)線經(jīng)過(guò)原點(diǎn)，bc連線與橫軸平行，de連線與縱軸平行。下列說(shuō)法正確的是_______

A. ab過(guò)程中氣體從外界吸熱

B. bc過(guò)程中氣體內(nèi)能不變

C. cd過(guò)程中氣體從外界吸熱

D. de過(guò)程中外界對(duì)氣體做功

E. 狀態(tài)a的氣體體積比狀態(tài)d的氣體體積小

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】在光滑的水平面上，有一矩形勻強(qiáng)場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)方向豎直向下。一正方形導(dǎo)線框(邊長(zhǎng)小于磁場(chǎng)寬度)位于水平面上，以垂直于磁場(chǎng)邊界的初速度從左向右通過(guò)該磁場(chǎng)區(qū)域，如圖所示。則在此過(guò)程中

A. 線框進(jìn)入磁場(chǎng)和離開磁場(chǎng)的過(guò)程中平均加速度相等

B. 線框進(jìn)入磁場(chǎng)和離開磁場(chǎng)的過(guò)程中通過(guò)線框橫截面的電量相等

C. 線框進(jìn)入磁場(chǎng)和離開磁場(chǎng)的過(guò)程中線框產(chǎn)生的熱量相等

D. 線框進(jìn)入磁場(chǎng)和離開磁場(chǎng)的過(guò)程中安培力的沖量相等

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