【題目】如圖所示，間距為L的光滑金屬導(dǎo)導(dǎo)軌MNP和M′N′P′由圓弧和水平兩部分組成，圓弧和水平部分光滑連接，在水平導(dǎo)軌NPP′N′間存在磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)垂直導(dǎo)軌平面向上，在M和M′之間連接一個(gè)電阻為R的定值電阻�，F(xiàn)在將一根與導(dǎo)軌垂直、質(zhì)量為m、電阻為2R的金屬桿ab從圓弧軌道上距水平面高度為h處釋放，金屬棒恰能到達(dá)PP′處。導(dǎo)軌電阻不計(jì)，重力加速度為g。

（1）金屬棒剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的加速度；

（2）水平導(dǎo)軌NP的長(zhǎng)度s；

（3）若在PP′處安裝有一儲(chǔ)能裝置，每次釋放相同的能量，將恰好到達(dá)PP′處的金屬棒彈回，使得金屬棒可以在導(dǎo)軌上做周期性的運(yùn)動(dòng)，試求每個(gè)周期里定值電阻R中產(chǎn)生的焦耳熱Q。

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【答案】（1），方向水平向左；（2）；（3）

【解析】

（1）金屬棒從靜止開(kāi)始下滑到水平面過(guò)程中，根據(jù)機(jī)械能守恒，則有

則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為

感應(yīng)電流為

根據(jù)牛頓第二定律有

聯(lián)立解得

根據(jù)右手定則可知，電流方向由a到b，故根據(jù)左手定則可知，安培力方向水平向左，所以加速度方向也是水平向左。

（2）金屬棒從進(jìn)入磁場(chǎng)到處停下，根據(jù)動(dòng)量定理有

代入，可得

變形得

兩邊求和，可得

解得

（3）整個(gè)過(guò)程，根據(jù)動(dòng)量定理可得

解得

直接滑下時(shí)

返回時(shí)

故每個(gè)周期里定值電阻R中產(chǎn)生的焦耳熱

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】某中學(xué)校有一臺(tái)內(nèi)阻為1Ω的發(fā)電機(jī)，供給整個(gè)學(xué)校照明用電，如圖所示，升壓變壓器的匝數(shù)比為1∶5，降壓變壓器的匝數(shù)比為5∶1，輸電線的總電阻R＝5Ω，全校共22個(gè)班，每班有“220V　25W”的燈管10根，若要保證燈管全部正常發(fā)光，求：

（1）發(fā)電機(jī)輸出功率；

（2）發(fā)電機(jī)電動(dòng)勢(shì)；

（3）輸電效率。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】某同學(xué)做“用油膜法估測(cè)分子的大小”的實(shí)驗(yàn)。

(1)每滴油酸酒精溶液的體積為V0，將該溶液滴一滴到水面上，穩(wěn)定后形成油膜的面積為S。已知500mL油酸酒精溶液中含有純油酸1mL，則油酸分子直徑大小的表達(dá)式為d=________。

(2)該同學(xué)做完實(shí)驗(yàn)后，發(fā)現(xiàn)自己所測(cè)的分子直徑d明顯偏大。出現(xiàn)這種情況的原因可能是________。

A．將滴入的油酸酒精溶液體積作為油酸體積進(jìn)行計(jì)算

B．油酸酒精溶液長(zhǎng)時(shí)間放置，酒精揮發(fā)使溶液的濃度發(fā)生了變化，但該同學(xué)并未發(fā)覺(jué)，仍按未揮發(fā)時(shí)的濃度計(jì)算（油酸仍能充分散開(kāi)）

C．水面上痱子粉撒得太多，油膜沒(méi)有充分散開(kāi)

D．計(jì)算油膜面積時(shí)，將不完整的方格作為完整方格處理

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】發(fā)生衰變時(shí)，可以放出α粒子或電子或正電子。靜止在某個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的原子核發(fā)生衰變后兩粒子的軌跡如圖所示。下列說(shuō)法正確的是（　�。�

A.衰變方程為

B.大圓半徑是小圓半徑的7倍

C.軌跡為小圓的粒子的中子數(shù)為6

D.軌跡為大圓的粒子由中子轉(zhuǎn)變而來(lái)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】（1）如圖所示為“探究小車加速度與合外力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置”下列實(shí)驗(yàn)也可以用此裝置完成探究的是___________

A.探究小車速度隨時(shí)間變化的關(guān)系 B. 探究功與速度的關(guān)系

C.驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律 D. 探究碰撞中的不變量

（2）小張同學(xué)利用此裝置探究小車加速度與合外力、質(zhì)量的關(guān)系，打出的一條紙帶如下圖所示。已知打點(diǎn)頻率為50Hz，圖中計(jì)數(shù)點(diǎn)為連續(xù)打出的5個(gè)點(diǎn)，則小車的加速度為__________m/s2（保留2位有效數(shù)字）。

（3）根據(jù)（2）中的結(jié)果，你認(rèn)為小張的實(shí)驗(yàn)操作是否妥當(dāng)？請(qǐng)說(shuō)明你的理由______________。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示為氫原子能級(jí)圖，下列說(shuō)法正確的是（ ）

A.氫原子由較高能級(jí)躍遷到較低能級(jí)時(shí)，電勢(shì)能減小，其核外電子的動(dòng)能增大

B.氫原子從n=2能級(jí)向n=1能級(jí)躍遷時(shí)輻射出的光子能量為17eV

C.一群處于n=4能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)，輻射出的光子頻率最多有3種

D.用能量為9eV和4.6eV的兩種光子同時(shí)照射大量的氫原子，有可能使處于基態(tài)的氫原子電離

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示， 理想變壓器的原副線圈的匝數(shù)比為10：1， 在原線圈接入u=30sin(100πt) V的正弦交變電壓。若閉合開(kāi)關(guān)后燈泡L正常發(fā)光，且燈泡L正常發(fā)光時(shí)的電阻為1.5Ω，電壓表和電流表均為理想交流電表，則下列說(shuō)法正確的是（ ）

A.副線圈中交變電流的頻率為5HzB.電壓表的示數(shù)為3V

C.電流表的示數(shù)為20AD.燈泡L的額定功率為3W

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，在平面坐標(biāo)系xOy的第Ⅰ象限內(nèi)有M、N兩個(gè)平行金屬板，板間電壓為U，在第Ⅱ象限內(nèi)存在沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，在第Ⅲ、IV象限內(nèi)存在垂直坐標(biāo)平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的粒子(不計(jì)粒子重力)從靠近M板的S點(diǎn)由靜止釋放后，經(jīng)N板上的小孔穿出，從y軸上的A點(diǎn)(yA=l)沿x軸負(fù)方向射入電場(chǎng)，從x軸上的C點(diǎn)(xc=-2l)離開(kāi)電場(chǎng)，經(jīng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后恰好從坐標(biāo)原點(diǎn)O處再次進(jìn)入電場(chǎng)。求：

(1)粒子運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)的速度大小

(2)電場(chǎng)強(qiáng)度E和磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，在垂直紙面的正方形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)，有一材料相同、粗細(xì)均勻的正方形導(dǎo)體框abcd，現(xiàn)將該導(dǎo)體框先后朝兩個(gè)方向以速率v、2v勻速拉出磁場(chǎng)。關(guān)于這兩個(gè)過(guò)程下列說(shuō)法正確的是（　�。�

A.產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向均為順時(shí)針?lè)较?/span>

B.通過(guò)導(dǎo)體框?qū)Ь�橫截面的電量之比為1:2

C.導(dǎo)體框中產(chǎn)生的焦耳熱之比為1:4

D.導(dǎo)體框ad邊兩端電勢(shì)差大小之比為1:6

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