在水平面上平行放置著兩根長度均為L的金屬導(dǎo)軌MN和PQ，導(dǎo)軌間距為d，導(dǎo)軌和電路的連接如圖所示。在導(dǎo)軌的MP端放置著一根金屬棒，與導(dǎo)軌垂直且接觸良好�？臻g中存在豎直向上方向的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。將開關(guān)S1閉合，S2斷開，電壓表和電流表的示數(shù)分別為U1和I1，金屬棒仍處于靜止?fàn)顟B(tài)；再將開關(guān)S2閉合，電壓表和電流表的示數(shù)分別為U2和I2，金屬棒在導(dǎo)軌上由靜止開始運動，運動過程中金屬棒始終與導(dǎo)軌垂直。設(shè)金屬棒的質(zhì)量為m，金屬棒與導(dǎo)軌之間的動摩擦因數(shù)為μ。忽略導(dǎo)軌的電阻以及金屬棒運動過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢，重力加速度為g。求：
（1）金屬棒到達(dá)NQ端時的速度大小。
（2）金屬棒在導(dǎo)軌上運動的過程中，電流在金屬棒中產(chǎn)生的熱量。
（1）        
（2）
（1）當(dāng)通過金屬棒的電流為I2時，金屬棒在導(dǎo)軌上做勻加速運動，設(shè)加速度為a，根據(jù)牛頓第二定律：
                                           （1分）
             （1分）
                           （2分）

（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，MN和PQ是豎直放置相距1m為的滑平行金屬導(dǎo)軌(導(dǎo)軌足夠長，電阻不計)，其上方連有＝9Ω的電阻和兩塊水平放置相距d＝20cm的平行金屬板A．C，金屬板長1m，將整個裝置放置在圖示的勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁感強(qiáng)度B＝1T，現(xiàn)使電阻＝1Ω的金屬棒ab與導(dǎo)軌MN、PQ接觸，并由靜止釋放，當(dāng)其下落h＝10m時恰能勻速運動(運動中ab棒始終保持水平狀態(tài)，且與導(dǎo)軌接觸良好)．此時，將一質(zhì)量＝0.45g，帶電量q＝1.0×的微粒放置在A．C金屬板的正中央，恰好靜止．g＝10m/).求：

(1)微粒帶何種電荷？ab棒的質(zhì)量是多少？
(2)金屬棒自靜止釋放到剛好勻速運動的過程中，電路中釋放多少熱量？
(3)若使微粒突然獲得豎直向下的初速度，但運動過程中不能碰到金屬板，對初速度有何要求？該微粒發(fā)生大小為的位移時，需多長時間？
 

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖甲所示,100匝的圓形線圈，線圈兩端與同一平面內(nèi)放置的光滑平行導(dǎo)軌兩端相連，導(dǎo)軌寬L＝0.5m,長也為L的導(dǎo)體棒MN垂直放在導(dǎo)軌上且與導(dǎo)軌良好接觸。電路中接入的電阻R=5Ω,導(dǎo)軌、導(dǎo)體棒與線圈電阻均不計。在導(dǎo)軌平面范圍內(nèi)有勻強(qiáng)磁場B1＝0.4T垂直穿過，方向垂直紙面向外。在線圈內(nèi)有垂直紙面向內(nèi)的勻強(qiáng)磁場B2 ，線圈中的磁通量隨時間變化的圖像如圖乙所示.請根據(jù)下列條件分別求解：


（1）如導(dǎo)體棒MN在外力作用下保持靜止，求t=2s時刻導(dǎo)體棒受到的安培力。
（2）如導(dǎo)體棒MN在外力作用下 ，在勻強(qiáng)磁場B1中向右作勻速直線運動，運動速度大小為v＝25m/s,求t=2s時刻導(dǎo)體棒受到的安培力。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

用均勻的金屬絲繞成的長方形線框ABCD，AB=CD=30厘米，AC=CD=10厘米，線框可以繞AB、CD邊上的O、O′軸以角速度ω=200弧度/秒勻速轉(zhuǎn)動，并且使線框的一部分處在大小為1特的有界勻強(qiáng)磁場中，O、O′恰在磁場邊界上，AO=CO′=20厘米，初始時，線框的1/3處于磁場中且其平面垂直于磁場，如圖，以O(shè)點電勢高于O′點時為正，在U-t坐標(biāo)系中作出OO′間電壓隨時間變化的關(guān)系圖(兩個周期)，并注明必要的坐標(biāo)值及其計算過程.

 

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

隨著越來越高的摩天大樓在各地的落成，至今普遍使用的鋼索懸掛式電梯已經(jīng)漸漸地不適用了。這是因為鋼索的長度隨著樓層的增高而相應(yīng)增加，這些鋼索會由于承受不了自身的重量，還沒有掛電梯就會被扯斷。為此，科學(xué)技術(shù)人員正在研究用磁動力來解決這個問題。如圖所示就是一種磁動力電梯的模擬機(jī)，即在豎直平面上有兩根很長的平行豎直軌道，軌道間有垂直軌道平面的勻強(qiáng)磁場B1和B2，且B1和B2的方向相反，大小相等，即B1= B2=1T，兩磁場始終豎直向上作勻速運動。電梯橋廂固定在如圖所示的一個用超導(dǎo)材料制成的金屬框abcd內(nèi)（電梯橋廂在圖中未畫出），并且與之絕緣．電梯載人時的總質(zhì)量為5×103kg，所受阻力Ff=500N，金屬框垂直軌道的邊長Lcd=2m，兩磁場的寬度均與金屬框的邊長Lac相同，金屬框整個回路的電阻R=9.5×10－4Ω，假如設(shè)計要求電梯以v1=10m/s的速度向上勻速運動，那么，

（1）磁場向上運動速度v0應(yīng)該為多大？
（2）在電梯向上作勻速運動時，為維持它的運動，外界必須提供能量，那么這些能量是由誰提供的？此時系統(tǒng)的效率為多少？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，由10根長度都是L的金屬桿連接成的一個“目”字型的矩形金屬框abcdefgh，放在紙面所在的平面內(nèi)。有一個寬度也為L的勻強(qiáng)磁場，磁場邊界跟de桿平行，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小是B，方向垂直于紙面向里，金屬桿ah、bg、cf、de的電阻都為r，其他各桿的電阻不計，各桿端點間接觸良好�，F(xiàn)以速度v勻速地把金屬框從磁場的左邊界水平向右拉，從de桿剛進(jìn)入磁場瞬間開始計時，求：(1)從開始計時到ah桿剛進(jìn)入磁場的過程中，通過ah桿某一橫截面總的電荷量q；(2)從開始計時到金屬框全部通過磁場的過程中，金屬框中電流所產(chǎn)生的總熱量Q。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

近期《科學(xué)》中文版的文章介紹了一種新技術(shù)--航天飛纜，航天飛纜是用柔性纜索將兩個物體連接起來在太空飛行的系統(tǒng)。飛纜系統(tǒng)在太空飛行中能為自身提供電能和拖曳力，它還能清理"太空垃圾"等。從1967年至1999年17次試驗中，飛纜系統(tǒng)試驗已獲得部分成功。該系統(tǒng)的工作原理可用物理學(xué)的基本定律來解釋。
下圖為飛纜系統(tǒng)的簡化模型示意圖，圖中兩個物體P，Q的質(zhì)量分別為mP、mQ，柔性金屬纜索長為l，外有絕緣層，系統(tǒng)在近地軌道作圓周運動，運動過程中Q距地面高為h。設(shè)纜索總保持指向地心，P的速度為vP。已知地球半徑為R，地面的重力加速度為g。
（1）飛纜系統(tǒng)在地磁場中運動，地磁場在纜索所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直于紙面向外。設(shè)纜索中無電流，問纜索P、Q哪端電勢高？此問中可認(rèn)為纜索各處的速度均近似等于vP，求P、Q兩端的電勢差；
（2）設(shè)纜索的電阻為R1，如果纜索兩端物體P、Q通過周圍的電離層放電形成電流，相應(yīng)的電阻為R2，求纜索所受的安培力多大；
（3）求纜索對Q的拉力FQ。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示裝置中，cd桿原來靜止。當(dāng)ab 桿做如下那些運動時，cd桿將向右移動？
A．向右勻速運動
B．向右加速運動
C．向左加速運動
D．向左減速運動

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，U形金屬框架MNQP放置在水平桌面上，MN與PQ的間距為0.3m，一根質(zhì)量為57.6g的金屬桿AC放置在框架上，且AQ=CN=0.6m，桿與框架的最大靜摩擦力為0.288N，它與框架圍成的回路總電阻為0.3Ω，有一與導(dǎo)軌平面垂直、磁感強(qiáng)度=3.25T的勻強(qiáng)磁場穿過導(dǎo)軌平面，若此磁場以0.4T/s的變化率均勻變化，經(jīng)過多少時間才能使AC運動?

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同步練習(xí)冊答案