(13分)如圖6所示，固定的豎直光滑金屬導(dǎo)軌間距為，上端接有阻值為的電阻，處在方向水平、垂直導(dǎo)軌平面向里的磁感應(yīng)強(qiáng)度為的勻強(qiáng)磁場中，質(zhì)量為的導(dǎo)體棒與下端固定的豎直輕質(zhì)彈簧相連且始終保持與導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)軌與導(dǎo)體棒的電阻均可忽略，彈簧的勁度系數(shù)為。初始時刻，彈簧恰好處于自然長度，使導(dǎo)體棒以初動能沿導(dǎo)軌豎直向下運(yùn)動，且導(dǎo)體棒在往復(fù)運(yùn)動過程中，始終與導(dǎo)軌垂直。
(1)求初始時刻導(dǎo)體棒所受安培力的大小；
(2)導(dǎo)體棒往復(fù)運(yùn)動一段時間后，最終將靜止。設(shè)靜止時彈簧的彈性勢能為，則從初始時刻到最終導(dǎo)體棒靜止的過程中，電阻上產(chǎn)生的焦耳熱為多少？
（1）
（2）
(1)設(shè)導(dǎo)體棒的初速度為v0，由動能的定義式：
，故：…………1分
設(shè)初始時刻產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為，由法拉第電磁感應(yīng)定律得：
…………2分
設(shè)初始時刻回路中產(chǎn)生的電流為，由閉合電路的歐姆定律得：
…………2分
設(shè)初始時刻導(dǎo)體棒受到的安培力為，由安培力公式得：
…………2分
(2)從初始時刻到最終導(dǎo)體棒靜止的過程中，導(dǎo)體棒減少的機(jī)械能一部分轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢能，另一部分通過克服安培力做功轉(zhuǎn)化為電路中的電能，因在電路中只有電阻，電能最終全部轉(zhuǎn)化為電阻上產(chǎn)生的焦耳熱�！�1分
當(dāng)導(dǎo)體棒靜止時，棒受力平衡，此時導(dǎo)體棒的位置比初始時刻降低了，
則：…………2分
由能的轉(zhuǎn)化和守恒定律得：…………2分
…………2分
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖 ？所示光滑平行金屬軌道abcd，軌道的水平部分bcd處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，bc部分平行導(dǎo)軌寬度是cd部分的2倍，軌道足夠長。將質(zhì)量相同的金屬棒P和Q分別置于軌道的ab段和cd段。P棒位于距水平軌道高為h的地方，放開P棒，使其自由下滑，求P棒和Q棒的最終速度。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

為了控制海洋中水的運(yùn)動,海洋工作者有時依靠水流通過地磁場所產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢測水的流速.某課外活動興趣小組由四個成員甲、乙、丙、丁組成,前去海邊某處測量水流速度.假設(shè)該處地磁場的豎直分量已測出為B,該處的水流是南北流向.則下列測定方法可行的是(    )
A．甲將兩個電極在水平面沿水流方向插入水流中,測出兩極間距離L及與兩極相連的測量電勢差的靈敏儀器的讀數(shù)U,則水流速度v=
B．乙將兩個電極在水平面上沿垂直水流方向插入水流中,測出兩極間距離L及與兩極相連的測量電勢差的靈敏儀器的讀數(shù)U,則水流速度v=
C．丙將兩個電極沿垂直海平面方向插入水流中,測出兩極間距離L及與兩極相連的測量電勢差的靈敏儀器的讀數(shù)U,則水流速度v=
D．丁將兩個電極在水平面上沿任意方向插入水流中,測出兩極間距離L及與兩極相連的測量電勢差的靈敏儀器的讀數(shù)U,則水流速度v=

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖12－3－8所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，有半徑為r的光滑半圓形導(dǎo)體框，OC為一能繞O在框架上滑動的導(dǎo)體棒，Ob之間連一個電阻R，導(dǎo)體框架與導(dǎo)體電阻均不計(jì)，若要使OC能以角速度勻速轉(zhuǎn)動，則外力做功的功率是（     ）
A．B．C．D．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖11－9所示，一個U形導(dǎo)體框架，其寬度L=1m，框架所在平面與水平面的夾用α=30°。其電阻可忽略不計(jì)。設(shè)勻強(qiáng)磁場與U形框架的平面垂直。勻強(qiáng)磁場的磁感強(qiáng)度B＝0.2T。今有一條形導(dǎo)體ab，其質(zhì)量為m＝0.5kg，有效電阻R=0.1Ω，跨接在U形框架上，并且能無摩擦地滑動，求:
　�。�1）由靜止釋放導(dǎo)體，導(dǎo)體ab下滑的最大速度vm；
　�。�2）在最大速度vm時，在ab上釋放的電功率。（g=10m/s2）。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖,水平桌面上固定有一半徑為R的光滑金屬細(xì)圓環(huán),環(huán)面水平,圓環(huán)總電阻為r;空間有一勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向豎直向下;一長度為2R、電阻可忽略的導(dǎo)體棒AC置于圓環(huán)左側(cè)并與環(huán)相切,切點(diǎn)為棒的中點(diǎn)。一拉力作用于棒中點(diǎn)使其以恒定加速度a從靜止開始向右運(yùn)動,運(yùn)動過程中棒與圓環(huán)接觸良好。下列說法正確的是
A．棒運(yùn)動過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電流在棒中由A流向C
B．棒通過整個圓環(huán)所用的時間為
C．棒經(jīng)過環(huán)心時流過棒的電流為
D．棒經(jīng)過環(huán)心時所受安培力的大小為

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

（10分）如圖所示，一邊長為a的正方形導(dǎo)線框內(nèi)有一勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直于導(dǎo)線框所在平面向里，導(dǎo)線框的左端通過導(dǎo)線接一對水平放置的金屬板，兩板間的距離為d，板長l＝3d。t＝0時，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度從B0開始均勻增加，同時，在金屬板的左側(cè)有一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子以初速度v0沿兩板間的中線向右射入兩板間，恰好從下板的邊緣射出，忽略粒子的重力作用。求：

（1）兩板間的電勢差；
（2）粒子從兩板間離開瞬間，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，A為多匝線圈，與電鍵、滑動變阻器相連后接入M、N間的交流電源，B為一接有小燈珠的閉合多匝線圈，下列關(guān)于小燈珠發(fā)光說法正確的是（    ）
A．閉合電鍵后小燈珠可能發(fā)光
B．若閉合電鍵后小燈珠發(fā)光，則再將B線圈靠近A，則小燈珠更亮
C．閉合電鍵瞬間，小燈珠才能發(fā)光
D．若閉合電鍵后小燈珠不發(fā)光，將滑動變阻器滑臂左移后，小燈珠可能會發(fā)光

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

（10分）如圖，兩根足夠長的金屬導(dǎo)軌ab、cd豎直放置，導(dǎo)軌間距離為L，電阻不計(jì)。在導(dǎo)軌上端并接兩個額定功率均為P、電阻均為R的小燈泡。整個系統(tǒng)置于勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向與導(dǎo)軌所在平面垂直。現(xiàn)將一質(zhì)量為m、電阻可以忽略的金屬棒MN從圖示位置由靜止開始釋放。金屬棒下落過程中保持水平，且與導(dǎo)軌接觸良好。已知某時刻后兩燈泡保持正常發(fā)光。重力加速度為g。求：

(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小；
(2)燈泡正常發(fā)光時導(dǎo)體棒的運(yùn)動速率。

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