【題目】如圖所示,質(zhì)量m=0.1kg、長L=1m、電阻R1=1Ω的導(dǎo)體棒,垂直導(dǎo)軌放置在相距1m的兩足夠長平行光滑金屬導(dǎo)軌上。導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好,導(dǎo)軌電阻不計,導(dǎo)軌平面與水平面夾角θ=45°,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=1T的勻強(qiáng)磁場豎直向上。兩金屬導(dǎo)軌的上端連接一定值電阻R2=2Ω。現(xiàn)將導(dǎo)體棒由靜止釋放,導(dǎo)體棒從開始運(yùn)動到剛好勻速運(yùn)動的整個過程中,導(dǎo)體棒下降的高H=1.2m，g=10m/s2。求:

（1）導(dǎo)體棒下滑的最大速率vm；

（2）導(dǎo)體棒從開始到剛達(dá)到最大速度的過程中,通過導(dǎo)體棒某一橫截面的電荷量q；

（3）導(dǎo)體棒從開始到剛達(dá)到最大速度的過程中,導(dǎo)體棒產(chǎn)生的熱量Q。

【答案】（1） m/s （2）0.4C （3）0.1 J

【解析】試題分析：導(dǎo)體棒下滑的速率最大時受力平衡，根據(jù)平衡條件和安培力的計算公式求解； 由法拉第電磁感應(yīng)定律、閉合電路的歐姆定律和電荷量的計算公式求解；由能量守恒定律結(jié)合焦耳定律聯(lián)立求解。

對導(dǎo)體棒受力分析如圖所示：

導(dǎo)體棒下滑的速率最大時受力平衡：豎直方向：FNcosθ=mg

水平方向：FNsinθ=BIL

根據(jù)動生電動勢及全電路歐姆定律：BLvcosθ=I(R1+R2)

解得：v=m/s

(2)由法拉第電磁感應(yīng)定律有：

又有：E=I(R1+R2)

磁通量的變化為：Φ=BLH/tanθ

電量為：

聯(lián)立并帶入數(shù)據(jù)解得：q=0.4C

(3)設(shè)棒的運(yùn)動過程中電路中產(chǎn)生的總熱量為Q總,由能量守恒有：

總熱量為：

其中：

解得：Q=0.1 J

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)想通過實(shí)驗(yàn)測定一根合金棒的電阻率，他們用螺旋測微器測量這根合金棒直徑時的刻度位置如圖甲所示，用米尺測出其長度l=120.00cm，合金棒的電阻大約20Ω，他們用伏安法測出合金棒的電阻R，然后根據(jù)電阻定律計算出該材料的電阻率，為此取來兩節(jié)新的干電池（內(nèi)阻可忽略）、電鍵、若干導(dǎo)線及下列器材：

A．電壓表（量程3V，內(nèi)阻約為1kΩ）

B．電流表（量程150mA，內(nèi)阻約為4Ω）

C．電流表（量程0.6A，內(nèi)阻0.05Ω）

D．滑動變阻器（阻值0～30Ω）

F．滑動變阻器（阻值0～10kΩ）

（1）從圖甲中讀出這根合金棒的直徑d=________mm；

（2）要求較為準(zhǔn)確地測出其阻值，電流表應(yīng)選_________，滑動變阻器應(yīng)選__________（填序號）；

（3）某同學(xué)從節(jié)能考慮設(shè)計電路，將圖乙中實(shí)物圖連接好一部分，請你將剩余部分連接起來；

（4）正確實(shí)驗(yàn)并求得電阻R=24Ω，由以上數(shù)據(jù)確定該合金的電阻率ρ=___________ （保留兩位有效數(shù)字）。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】一列簡諧橫波，在t=0時刻的波形如圖所示，質(zhì)點(diǎn)振動的振幅為10cm。P、Q兩點(diǎn)的坐標(biāo)分別為-1m和-9m，波傳播方向由右向左，已知t=0.7s時, P點(diǎn)第二次出現(xiàn)波峰。試計算：

①這列波的傳傳播速度多大？

②從t=0時刻起，經(jīng)多長時間Q點(diǎn)第一次出現(xiàn)波峰？

③當(dāng)Q點(diǎn)第一次出現(xiàn)波峰時，P點(diǎn)通過的路程為多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】利用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置可以測定瞬時速度和重力加速度。實(shí)驗(yàn)器材有：固定在底座上帶有刻度的豎直鋼管，鋼球吸附器（可使鋼球在被吸附后由靜止開始下落），兩個光電門（可用于測量鋼球從第一光電門到第二光電門的時間間隔），接鋼球用的小網(wǎng)。實(shí)驗(yàn)步驟如下：

A．如圖所示安裝實(shí)驗(yàn)器材。

B．釋放小球，記錄小球從第一光電門到第二光電門的高度差h和所用時間t，并填入設(shè)計好的表格中。

C．保持第一個光電門的位置不變，改變第二個光電門的位置，多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)步驟B。求出鋼球在兩光電門間運(yùn)動的平均速度。

D．根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出圖象，并得到斜率k和截距b。根據(jù)以上內(nèi)容，回答下列問題：

(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)得到的圖象，可以求出重力加速度為g=______，鋼球通過第一個光電門時的速度為v1=________。

(2)如果步驟C中改為保持第二個光電門的位置不變，改變第一個光電門的位置，其余的實(shí)驗(yàn)過程不變，同樣可以得到相應(yīng)的圖象，以下四個圖象中符合規(guī)律的是__________。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】小明想測出某電池組的電動勢和內(nèi)阻。他找來了如下器材：

A．待測電源E

B．電阻箱R（最大阻值99.9 Ω）

C．電流表A（量程0.6 A，內(nèi)阻2Ω）

D．滑動變阻器R（0~100 Ω，2 A）

E．開關(guān)、導(dǎo)線若干

（1）由于缺少電壓表，小明不知道如何設(shè)計電路，請你幫忙設(shè)計電路圖，并畫在方框中。

（2）右下圖是根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出的1/I－R圖，由圖可知，電源的電動勢E＝________V，

內(nèi)阻r＝_________Ω(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，電阻=20Ω，電動機(jī)線圈的電阻=5Ω.當(dāng)電鍵S斷開時，理想電流表的示數(shù)是0.5A，當(dāng)電鍵S閉合后，電流表示數(shù)是1.3A.已知電路兩端的電壓不變，則當(dāng)電鍵S閉合后，以下說法不正確的是

A. 電路兩端電壓為1OV

B. 電動機(jī)消耗的電功率為8W

C. 電動機(jī)輸出的機(jī)械功率為3.2W

D. 電動機(jī)的效率為60%

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，虛線1、2、3、4 為靜電場中的等勢面，相鄰的等勢面之間的電勢差相等，其中等勢面2的電勢為零。一帶正電的點(diǎn)電荷在靜電力的作用下運(yùn)動，經(jīng)過a、b點(diǎn)時的動能分別為26eV和5eV.當(dāng)這一點(diǎn)電荷運(yùn)動到某一位置，其電勢能變?yōu)?/span>6eV時，它的動能應(yīng)為

A. 8eV B. 13eV C. 20eV D. 27eV

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】測量電源的電動勢和內(nèi)阻，提供的器材如下：

A．待測電源(電動勢約為8V、內(nèi)阻約為2Ω)

B．電壓表V(0-3V，內(nèi)阻約為3kΩ)

C．電流表A(0-1A，內(nèi)阻約為1Ω)

D．電阻箱R(0-99999.9Ω)

E．滑動變阻器(0-20Ω)

F．開關(guān)、導(dǎo)線若干

(1)為擴(kuò)大電壓表的量程，現(xiàn)采用圖甲所示電路測量電壓表的 內(nèi)阻Rv（該方法不計電源內(nèi)阻）．調(diào)節(jié)電阻箱R，使電壓表 指針滿偏，此時電阻箱示數(shù)為R1．再調(diào)節(jié)電阻箱R，使電壓表指針指在滿刻度的一半處，此時電阻箱示數(shù)為R2．則電壓表內(nèi)阻Rv=_______．

(2)若測得電壓表內(nèi)阻Rv=3010Ω，與之串聯(lián)R=______Ω的電阻，將電壓表的量程變?yōu)?/span>9V。

(3)為測量電源的電動勢和內(nèi)阻，請用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖乙電路連接完整。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，ab和cd是位于水平面內(nèi)的平行金屬軌道，軌道間距為l，其電阻可忽略不計。ac之間連接一阻值為R的電阻。ef為一垂直于ab和cd的金屬桿，它與ab和cd接觸良好并可沿軌道方向無摩擦地滑動，其電阻可忽略。整個裝置處在勻強(qiáng)磁場中，磁場方向與導(dǎo)軌平面垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。當(dāng)施垂直ef桿的水平向右的外力，使桿ef以速度v向右勻速運(yùn)動時，下面說法正確的是（ ）

A. 桿ef所受安培力的大小為

B．桿ef所受水平外力的大小為

C．感應(yīng)電流方向由f流向e

D．a(chǎn)bcd回路中磁通量的變化率為

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