(08年臨沭縣模塊考試) (13分)如圖所示，固定的豎直光滑金屬導(dǎo)軌間距為L，上端接有阻值為R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B的勻強(qiáng)磁場中，質(zhì)量為m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k。初始時刻，彈簧恰好處于自然長度，使導(dǎo)體棒以初動能Ek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F；

(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Ep，則從初始時刻到最終導(dǎo)體棒靜止的過程中，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q為多少？

解析：(1)設(shè)導(dǎo)體棒的初速度為v0，由動能的定義式

 

     

 

得    …………1分

 

設(shè)初始時刻產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E，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I，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F，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Q�！�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h，

 

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： 題型：

(08年臨沭縣模塊考試) (9分)質(zhì)量為m的飛機(jī)以水平v0飛離跑道后逐漸上升，若飛機(jī)在此過程中水平速度保持不變，同時受到重力和豎直向上的恒定升力(該升力由其他力的合力提供，不含重力)。今測得當(dāng)飛機(jī)在水平方向的位移為l時，它的上升高度為h。求：

(1)飛機(jī)受到的升力大小為多少？

(2)從起飛到上升至h高度的過程中升力所做的功及在高度h處飛機(jī)的動能分別為多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：

(08年臨沭縣模塊考試)伽俐略理想實驗將可靠的事實和理論思維結(jié)合起來，能更深刻地反映自然規(guī)律，伽俐略的斜面實驗程序如下：

(1)減小第二個斜面的傾角，小球在這斜面上仍然要達(dá)到原來的高度。

(2)兩個斜面對接，讓靜止的小球沿一個斜面滾下，小球?qū)L上另一個斜面。

(3)如果沒有摩擦，小球?qū)⑸仙结尫艜r的高度。

(4)繼續(xù)減小第二個斜面的傾角，最后變成水平面，小球沿水平方向做持續(xù)的勻速運(yùn)動。

請按程序先后次序排列，并指出它究竟屬于可靠的事實，還是通過思維過程的推論，下列選項正確的是(數(shù)字表示上述程序的號碼)： (  )

 

A.事實2→事實1→推論3→推論4     B.事實2→推論1→推論3→推論4

C.事實2→推論3→推論1→推論4     D.事實2→推論1→推論4→推論3

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科目：高中物理 來源： 題型：

(08年臨沭縣模塊考試)如圖所示，是一種通過測量電容器電容的變化來檢測液面高低的儀器原理圖，電容器的兩個極分別用導(dǎo)線接到指示器上，指示器可顯示出電容的大小。下列關(guān)于該儀器的說法中正確的是

A.該儀器中電容器的電極分別是芯柱和導(dǎo)電液   

B.芯柱外套的絕緣管越厚，該電容器的電容越大

C.如果指示器顯示出電容增大了，則說明容器中的液面升高了

D.如果指示器顯示出電容減小，說明容器中的液面升高了

 

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