如圖所示，兩根平行金屬導軌相距L，上端接有直流電源，電源電動勢為E，內(nèi)阻為r，導軌的傾斜部分與水平面成θ角，水平部分右端與阻值為R的電阻相連。傾斜部分存在垂直斜面向上的勻強磁場，水平部分存在垂直水平面向下的勻強磁場，兩部分磁場的磁感應強度大小相等。傾斜導軌與水平導軌光滑連接，金屬棒a與導軌接觸良好，質(zhì)量為m，電阻也為R。金屬導軌固定不動且電阻不計。不計一切摩擦。導軌的傾斜部分和水平部分都足夠長。求：

（1）開關(guān)閉合時，金屬棒a恰能處于靜止狀態(tài)，求勻強磁場磁感應強度的大��？

（2）斷開開關(guān)，從靜止釋放金屬棒a，在金屬棒a進入水平軌道后，電路中產(chǎn)生的最大焦耳熱為多少？

 


解：（1）設(shè)開關(guān)閉合時，電路的總電阻為R1，電路中的總電流為I1，流過金屬的電流為Ia，則

 …………①（1分）                      …………②（1分）

    …………③（1分）                        

金屬棒a平衡，則…………④（1分）

解得…………⑤（1分）

（2）由于軌道傾斜部分足夠長，金屬棒在進入水平軌道前做勻速運動，設(shè)斷開開關(guān)時，電路的總電阻為R2，金屬棒a做勻速運動的速度為v2，棒中的電動勢E2，電路中的電流為I2，則

 …………⑥    （1分） …………⑦    （1分） …………⑧（1分）

金屬棒在傾斜導軌上以v2勻速運動，處于平衡狀態(tài)，則

 …………⑨（1分）   解得 …………⑩（1分）

在金屬棒a進入水平軌道后，設(shè)電路中產(chǎn)生的最大焦耳熱為Q，根據(jù)能量守恒

 …………（1分）       解得 …………（1分）

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：021

如圖所示, MN、PQ為兩根足夠長的光滑金屬導軌平行且水平放置, ab、cd兩根金 屬棒平行放置在導軌上, 導軌處在足夠大的勻強磁場中, 磁感線方向豎直向上. 若給cd棒一個水平向右沖力, cd棒向右以速度v運動, 在后來的運動中關(guān)于ab棒 的運動狀態(tài)和cd棒的運動狀態(tài), 正確的說法是

[　　]

A. ab棒將向左做加速運動

B. cd棒將向右做加速運動

C. ab棒向右做加速運動, 直到ab與cd速度相等為止　　  

D. cd棒做減速運動, 直到cd與ab速度相等為止

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，間距為L的兩根平行金屬導軌彎成“L ”形，豎直導軌面與水平導軌面 均足夠長，整個裝置處于豎直向上大小為B的勻強磁場中。質(zhì)量均為m、阻值均為R的導 體棒ab、cd均垂直于導軌放置，兩導體棒與導軌間動摩擦因數(shù)均為u;當導體棒cd在水平 恒力作用下以速度v0沿水平導軌向右勻速運動時，釋放導體棒ab，它在豎直導軌上勻加速下滑。(導體棒ab、cd與導軌間接觸良好且接觸點及金 屬導軌的電阻不計;已知重力加速度為g)求：

(1)    導體棒cd向右勻速運動時，電路中的電流 大�。�

(2)    導體棒ab勻加速下滑的加速度大�。�

(3)    若在某時刻,將導體棒cd所受水平恒力撤 去，經(jīng)過一段時間，導體棒cd靜止，此過程流經(jīng)導體棒cd的電荷量為q，則這一段時間內(nèi)導體棒cd產(chǎn)生的焦耳熱為多少。

 

 

 

 

 

 

 

 

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，一根質(zhì)量為的金屬棒水平放置在兩根豎直的光滑平行金屬導軌上，并始終與導軌保持良好接觸，導軌間距為L，導軌下端接一阻值為的電阻，其余電阻不計。在空間內(nèi)有垂直于導軌平面的磁場，磁感應強度大小只隨豎直方向變化，變化規(guī)律，為大于零的常數(shù)。質(zhì)量為的物體靜止在傾角θ=30°的光滑斜面上，并通過輕質(zhì)光滑定滑輪和絕緣細繩與金屬相連接。當金屬棒沿軸方向從位置由靜止開始向上運動時，加速度恰好為0。不計空氣阻力，斜面和磁場區(qū)域足夠大，重力加速度為。求：

   （1）金屬棒上升時的速度；

   （2）金屬棒上升的過程中，電阻R上產(chǎn)生的熱量；

   （3）金屬棒上升的過程中，通過金屬棒橫截面的電量。

 

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

 選做題(請從A、B和C三小題中選定兩小題作答，并在答題卡上把所選題目對應字母后的方框涂滿涂黑．如都作答，則按A、B兩小題評分．)

A．(選修模塊3-3)(12分)

(1) (4分)下列說法中正確的是              

A．當兩個分子間的距離為r0(平衡位置)時，分子力為零，分子勢能最小

B．擴散現(xiàn)象和布朗運動的劇烈程度都與溫度有關(guān)，所以擴散現(xiàn)象和布朗運動也叫做熱運動

C．第二類永動機不違反能量守恒定律，但違反了熱力學第二定律

D．自然界中與熱現(xiàn)象有關(guān)的自發(fā)的能量轉(zhuǎn)化過程具有方向性，雖然總能量守恒，但能量品質(zhì)在退化

（2）(4分)如圖所示，在開口向上的豎直放置圓筒形容器內(nèi)用質(zhì)量為m活塞密封一部分氣體，活塞與容器壁間能無摩擦滑動，大氣壓恒為p0，容器的橫截面積為S，密封氣體的壓強是　　   ，當氣體從外界吸收熱量Q后，活塞緩慢上升d后再次平衡，在此過程中密閉氣體的內(nèi)能增加      。

（3）晶須是一種發(fā)展中的高強度材料，它是一些非常細的完整的絲狀(橫截面為圓形)晶體．現(xiàn)有一根鐵(Fe)晶，直徑為d，能承受的最大拉力為F．試求剛要拉斷時原子間的作用力f．(已知鐵的密度ρ，鐵的摩爾質(zhì)量M，阿伏伽德羅常數(shù)為NA，忽略鐵分子間的空隙)

 

B．(選修模塊3-4)(12分)

（l）(4分)下列有關(guān)光現(xiàn)象的說法中正確的是              

 A．同種介質(zhì)中，光波長越短，傳播速度越快

 B．薄膜干涉條紋可以看著是等厚線

 C．眼睛直接觀察全息照片可以看到立體圖象

D．宇航員駕駛一艘接近光速的宇宙飛船飛行時，他不能感知自身質(zhì)量的增大

(2)（4分）沿x軸正方向傳播的簡諧橫波在t=0時的波形如圖所示，P、Q兩個質(zhì)點的平衡位置分別位于x=3.5m和x=6.5m處。在t1=0.5s時，質(zhì)點P此后恰好第二次處于波峰位置；則t2=       s時，質(zhì)點Q此后第二次在平衡位置且向上運動；當t3=0.9s時，質(zhì)點P的位移為__    ____cm。

（3）(4分) 如圖所示，透明介質(zhì)球球心位于O，半徑為R，光線DC平行于直徑AOB射到介質(zhì)的C點，DC與AB的距離H=R/2，若DC光線進入介質(zhì)球后經(jīng)一次反射再次回到介質(zhì)球的界面時，從球內(nèi)折射出的光線與入射光線平行，求介質(zhì)的折射率。

 

C．(選修模塊3-5)(12分)

（1）（4分）下列說法正確的是              

A．任何一種金屬都存在一個“最大波長”，入射光波長小于這個波長，才能產(chǎn)生光電效應

B．氫原子輻射出一個光子后能量減小，核外電子的運動加速度減小

C．用電子流工作的顯微鏡比用相同速度的質(zhì)子流工作的顯微鏡分辨率低

D．核力的飽和性決定了原子核太大，那一定是不穩(wěn)定的

（2）（4分）質(zhì)量為m1的鋰核()俘獲一個質(zhì)量為m2的質(zhì)子后衰變?yōu)閮蓚�粒子，粒子質(zhì)量為m3，已知光在真空中速度為c.

①寫出核反應方程                            。

②該過程中釋放的核能為ΔE =                      

 (3) （4分）在粒子散射實驗中，質(zhì)量為m的粒子以初動能E0與質(zhì)量M的金核發(fā)生對心碰撞。若金核初時靜止且自由，求粒子與金核間距離最近時電勢能。

 

 

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科目：高中物理 來源：江蘇省2010屆三校四模聯(lián)考 題型：實驗題

 選做題(請從A、B和C三小題中選定兩小題作答，并在答題卡上把所選題目對應字母后的方框涂滿涂黑．如都作答，則按A、B兩小題評分．)

A．(選修模塊3-3)(12分)

(1) (4分)下列說法中正確的是              

A．當兩個分子間的距離為r0(平衡位置)時，分子力為零，分子勢能最小

B．擴散現(xiàn)象和布朗運動的劇烈程度都與溫度有關(guān)，所以擴散現(xiàn)象和布朗運動也叫做熱運動

C．第二類永動機不違反能量守恒定律，但違反了熱力學第二定律

D．自然界中與熱現(xiàn)象有關(guān)的自發(fā)的能量轉(zhuǎn)化過程具有方向性，雖然總能量守恒，但能量品質(zhì)在退化

（2）(4分)如圖所示，在開口向上的豎直放置圓筒形容器內(nèi)用質(zhì)量為m活塞密封一部分氣體，活塞與容器壁間能無摩擦滑動，大氣壓恒為p0，容器的橫截面積為S，密封氣體的壓強是　　   ，當氣體從外界吸收熱量Q后，活塞緩慢上升d后再次平衡，在此過程中密閉氣體的內(nèi)能增加      。

（3）晶須是一種發(fā)展中的高強度材料，它是一些非常細的完整的絲狀(橫截面為圓形)晶體．現(xiàn)有一根鐵(Fe)晶，直徑為d，能承受的最大拉力為F．試求剛要拉斷時原子間的作用力f．(已知鐵的密度ρ，鐵的摩爾質(zhì)量M，阿伏伽德羅常數(shù)為NA，忽略鐵分子間的空隙)

 

B．(選修模塊3-4)(12分)

（l）(4分)下列有關(guān)光現(xiàn)象的說法中正確的是              

 A．同種介質(zhì)中，光波長越短，傳播速度越快

 B．薄膜干涉條紋可以看著是等厚線

 C．眼睛直接觀察全息照片可以看到立體圖象

D．宇航員駕駛一艘接近光速的宇宙飛船飛行時，他不能感知自身質(zhì)量的增大

(2)（4分）沿x軸正方向傳播的簡諧橫波在t=0時的波形如圖所示，P、Q兩個質(zhì)點的平衡位置分別位于x=3.5m和x=6.5m處。在t1=0.5s時，質(zhì)點P此后恰好第二次處于波峰位置；則t2=        s時，質(zhì)點Q此后第二次在平衡位置且向上運動；當t3=0.9s時，質(zhì)點P的位移為__    ____cm。

（3）(4分) 如圖所示，透明介質(zhì)球球心位于O，半徑為R，光線DC平行于直徑AOB射到介質(zhì)的C點，DC與AB的距離H=R/2，若DC光線進入介質(zhì)球后經(jīng)一次反射再次回到介質(zhì)球的界面時，從球內(nèi)折射出的光線與入射光線平行，求介質(zhì)的折射率。

 

C．(選修模塊3-5)(12分)

（1）（4分）下列說法正確的是              

A．任何一種金屬都存在一個“最大波長”，入射光波長小于這個波長，才能產(chǎn)生光電效應

B．氫原子輻射出一個光子后能量減小，核外電子的運動加速度減小

C．用電子流工作的顯微鏡比用相同速度的質(zhì)子流工作的顯微鏡分辨率低

D．核力的飽和性決定了原子核太大，那一定是不穩(wěn)定的

（2）（4分）質(zhì)量為m1的鋰核()俘獲一個質(zhì)量為m2的質(zhì)子后衰變?yōu)閮蓚�粒子，粒子質(zhì)量為m3，已知光在真空中速度為c.

①寫出核反應方程                             。

②該過程中釋放的核能為ΔE =                      

 (3) （4分）在粒子散射實驗中，質(zhì)量為m的粒子以初動能E0與質(zhì)量M的金核發(fā)生對心碰撞。若金核初時靜止且自由，求粒子與金核間距離最近時電勢能。

 

 

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