（15分）如圖甲所示，空間存在B=0.5T，方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，MN、PQ是處于同一水平面內(nèi)相互平行的粗糙長(zhǎng)直導(dǎo)軌，間距L=0.2m， R是連接在導(dǎo)軌一端的電阻，ab是跨接在導(dǎo)軌上質(zhì)量為m=0.1kg的導(dǎo)體棒。從零時(shí)刻開(kāi)始，通過(guò)一小型電動(dòng)機(jī)對(duì)ab棒施加一個(gè)牽引力F，方向水平向左，使其從靜止開(kāi)始沿導(dǎo)軌做加速運(yùn)動(dòng)，此過(guò)程中棒始終保持與導(dǎo)軌垂直且接觸良好。圖乙是棒的v-t圖象，其中OA段是直線(xiàn)，AC是曲線(xiàn)，DE是曲線(xiàn)圖象的漸進(jìn)線(xiàn)，小型電動(dòng)機(jī)在12s末達(dá)到額定功率P=4.5W，此后保持功率不變。除R外，其余部分電阻均不計(jì)，g=10m/s2。

（1）求導(dǎo)體棒ab在0－12s內(nèi)的加速度大小
（2）求導(dǎo)體棒ab與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)及電阻R的值
（3）若t=17s時(shí)，導(dǎo)體棒ab達(dá)最大速度，從0－17s內(nèi)共發(fā)生位移100m，試求12s－17s內(nèi)，R上產(chǎn)生的熱量是多少？

（1）0.75m/s2（2） R=0.4Ω（3）

解析試題分析：（1）由v-t圖象的斜率得m/s2=0.75m/s2
（2）t1=12s時(shí)，由v-t圖象得速度為 v1="9m/s"
因?yàn)?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic5/tikupic/85/6/q7qzp1.png" style="vertical-align:middle;" />，，,
由牛頓第二定律得 即
由圖象知17s末導(dǎo)體棒ab的最大速度為v2=10m/s，此時(shí)加速度為零，同理有
 
聯(lián)立解得 ，R=0.4Ω
（3）由v-t圖象知0－12s內(nèi)，導(dǎo)體棒勻加速運(yùn)動(dòng)的位移=54m
12－17s內(nèi)，導(dǎo)體棒的位移 m
由能量守恒得
代入數(shù)據(jù)解得R上產(chǎn)生的熱量    Q="12.35" J
考點(diǎn)：v-t圖象 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 感應(yīng)電流 閉合電路歐姆定律 牛頓第二定律 勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律 功率 能量守恒定律

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：計(jì)算題

(16分)如圖所示，在坐標(biāo)系的第一、四象限存在一寬度為a、垂直紙面向外的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B；在第三象限存在與y軸正方向成θ=60°角的勻強(qiáng)電場(chǎng)。一個(gè)粒子源能釋放質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子，粒子的初速度可以忽略。粒子源在點(diǎn)P（，）時(shí)發(fā)出的粒子恰好垂直磁場(chǎng)邊界EF射出；將粒子源沿直線(xiàn)PO移動(dòng)到Q點(diǎn)時(shí)，所發(fā)出的粒子恰好不能從EF射出。不計(jì)粒子的重力及粒子間相互作用力。求：
⑴勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度；
⑵PQ的長(zhǎng)度；
⑶若僅將電場(chǎng)方向沿順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)60º角，粒子源仍在PQ間移動(dòng)并釋放粒子，試判斷這些粒子第一次從哪個(gè)邊界射出磁場(chǎng)并確定射出點(diǎn)的縱坐標(biāo)范圍。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

如圖所示為帶電平行板電容器．電容為c．板長(zhǎng)為L(zhǎng)，兩板間距離d，在PQ板的下方有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．一個(gè)電荷量為、質(zhì)量為m的帶電粒子以速度從上板邊緣沿平行于板的方向射入兩板間．結(jié)果粒子恰好從下板右邊緣飛進(jìn)磁場(chǎng)，然后又恰好從下板的左邊緣飛進(jìn)電場(chǎng)．不計(jì)粒子重力．試求：

（1）板間勻強(qiáng)電場(chǎng)向什么方向?帶電粒子帶何種電荷?
（2）求出電容器的帶電量Q
（3）勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大�。�
（4）粒子再次從電場(chǎng)中飛出時(shí)的速度大小和方向．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

（17分）如圖甲所示,兩平行金屬板接有如圖乙所示隨時(shí)間t變化的電壓U,兩板間電場(chǎng)可看作均勻的,且兩板外無(wú)電場(chǎng),板長(zhǎng)L="0.2" m,板間距離d="0.2" m．在金屬板右側(cè)有一邊界為MN的區(qū)域足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng),MN與兩板中線(xiàn)OO′垂直,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=5×10 3T,方向垂直紙面向里．現(xiàn)有帶正電的粒子流沿兩板中線(xiàn)OO′連續(xù)射入電場(chǎng)中,已知每個(gè)粒子速度v0=105 m/s,比荷q/m=108 C/kg,重力忽略不計(jì),在每個(gè)粒子通過(guò)電場(chǎng)區(qū)域的極短時(shí)間內(nèi),電場(chǎng)可視作是恒定不變的．

（1）試求帶電粒子射出電場(chǎng)時(shí)的最大速度;
（2）從電場(chǎng)射出的帶電粒子,進(jìn)入磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后又射出磁場(chǎng),求粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最長(zhǎng)時(shí)間和最短時(shí)間．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

（12分）如圖所示的直角坐標(biāo)系中，第Ⅰ、Ⅳ象限內(nèi)存在著垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在x＝－2L與y軸之間第Ⅱ、Ⅲ象限內(nèi)存在大小相等，方向相反的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)方向如圖所示。在A（－2L，L）到C（－2L,0）的連線(xiàn)上連續(xù)分布著電荷量為＋q、質(zhì)量為m的粒子。從t＝0時(shí)刻起，這些帶電粒子依次以相同的速度v0沿x軸正方向射出。從A點(diǎn)射出的粒子剛好沿如圖所示的運(yùn)動(dòng)軌跡（軌跡與x軸的交點(diǎn)為OC的中點(diǎn)）從y軸上A′（0，－L）沿x軸正方向進(jìn)入磁場(chǎng)。不計(jì)粒子的重力及它們間的相互作用，不考慮粒子間的碰撞。

（1）求電場(chǎng)強(qiáng)度E的大��；
（2）若勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度,求從A′點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)的粒子返回到直線(xiàn)x＝－2L時(shí)的位置坐標(biāo)；
（3）在AC間還有哪些位置的粒子，經(jīng)過(guò)電場(chǎng)后也能沿x軸正方向進(jìn)入磁場(chǎng)。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

（12分）如圖所示，水平絕緣軌道AB與處于豎直平面內(nèi)的半圓形絕緣光滑軌道BC平滑連接，半圓形軌道的半徑R=0.40m。軌道所在空間存在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度E=1.0×104N/C�，F(xiàn)有一電荷量q=+1.0×10 4C，質(zhì)量m=0.10kg的帶電體（可視為質(zhì)點(diǎn)），在水平軌道上的P點(diǎn)由靜止釋放，帶電體恰好能夠通過(guò)最高點(diǎn)C,已知帶電體與水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.50，重力加速度g=10m/s2。求：

（1）帶電體運(yùn)動(dòng)到圓形軌道的最低點(diǎn)B時(shí)，圓形軌道對(duì)帶電體支持力的大小；
（2）帶電體在水平軌道上的釋放點(diǎn)P到B點(diǎn)的距離；
（3）帶電體第一次經(jīng)過(guò)C點(diǎn)后，落在水平軌道上的位置到B點(diǎn)的距離。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

（18分）如圖甲所示，在坐標(biāo)系中，軸左側(cè)有沿軸正向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)大小為E；軸右側(cè)有如圖乙所示，大小和方向周期性變化的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感強(qiáng)度大小B0已知.磁場(chǎng)方向垂直紙面向里為正.時(shí)刻，從軸上的p點(diǎn)無(wú)初速釋放一帶正電的粒子，質(zhì)量為m，電量為q（粒子重力不計(jì)），粒子第一次在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間與第一次在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等.求

（1）P點(diǎn)到O點(diǎn)的距離；
（2）粒子經(jīng)一個(gè)周期沿y軸發(fā)生的位移；
（3）粒子能否再次經(jīng)過(guò)O點(diǎn)，若不能說(shuō)明理由.若能，求粒子再次經(jīng)過(guò)O點(diǎn)的時(shí)刻；
（4）粒子第4n（n=1、2、3 ）次經(jīng)過(guò)y軸時(shí)的縱坐標(biāo).

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

（14分）如圖所示，空間有相互垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)交界于虛線(xiàn)，電場(chǎng)強(qiáng)度為，虛線(xiàn)下方勻強(qiáng)磁場(chǎng)范圍足夠大，磁感應(yīng)強(qiáng)度為，現(xiàn)有質(zhì)量為、電量為的帶正電粒子從距電磁場(chǎng)邊界處無(wú)初速釋放（帶電粒子重力可忽略不計(jì)）．求： 

（1）帶電粒子剛離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)速度大��；
（2）帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡半徑；
（3）帶電粒子第一次在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間.

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

（15分）如圖所示，一束質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子從O點(diǎn)由靜止開(kāi)始經(jīng)過(guò)勻強(qiáng)電場(chǎng)加速后，均從邊界AN的中點(diǎn)P垂直于AN和磁場(chǎng)方向射入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B＝的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。已知?jiǎng)驈?qiáng)電場(chǎng)的寬度為d＝R，勻強(qiáng)磁場(chǎng)由一個(gè)長(zhǎng)為2R、寬為R的矩形區(qū)域組成，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，粒子間的相互作用和重力均不計(jì)。

（1）若加速電場(chǎng)加速電壓為9U，求粒子在電磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間；
（2）若加速電場(chǎng)加速電壓為U，求粒子在電磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間。

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