(12分)如圖甲所示,放置在水平桌面上的兩條光滑導軌間的距離L=1m,質(zhì)量m=1kg的光滑導體棒放在導軌上,導軌左端與阻值R=4Ω的電阻相連,導體棒及導軌的電阻不計,所在位置有磁感應強度為B=2T的勻強磁場,磁場的方向垂直導軌平面向下�,F(xiàn)在給導體棒施加一個水平向右的恒定拉力F,并每隔0.2s測量一次導體棒的速度,乙圖是根據(jù)所測數(shù)據(jù)描繪出導體棒的v-t圖象。設導軌足夠長,求:

(1)力F的大��;
(2)t =1.2s時,導體棒的加速度;
(3)估算1.6s內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的熱量。

(1)10N (2)3m/s2  (3)48J

解析試題分析:(1)由圖可知,導體棒運動的速度達到10m/s時開始做勻速運動,此時安培力和拉力F大小相等。導體棒勻速運動的速度
勻速運動后導體棒上的電動勢:                                  (1分)
導體棒受的安培力:     (2分)
則:                           (1分)
(2)由圖可知,時間t=1.2s時導體棒的速度
此時導體棒上的電動勢:                      (1分)
導體棒受的安培力:N=7N    (2分)
由牛頓定律得:                     (1分)
(3)由圖知,到1.6s處,圖線下方小方格的個數(shù)為40個,每個小方格代表的位移為

所以1.6s內(nèi)導體棒的位移                   (2分)
拉力F做功                         (1分)
由圖知此時導體棒的速度      
導體棒動能      
根據(jù)能量守恒定律,產(chǎn)生的熱量           (1分)
(說明:格數(shù)為39~42均正確 ,答案范圍46 ~52J )
考點:安培力 電磁感應定律 能量守恒

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目:高中物理 來源: 題型:單選題

質(zhì)量分別為m1和m2的兩個物體用一個未發(fā)生形變的彈簧連接,如圖所示,讓它們從高處同時自由下落,則下落過程中彈簧發(fā)生的形變是(不計空氣阻力)(    )

A.若m1>m2,則彈簧將被壓縮
B.若m1<m2,則彈簧將被拉長
C.只有m1=m2,彈簧才會保持原長
D.無論m1和m2為何值,彈簧長度均不變

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科目:高中物理 來源: 題型:單選題

兩根相距為L的足夠長的金屬彎角光滑導軌如圖所示放置,它們各有一邊在同一水平面內(nèi),另一邊與水平面的夾角為37°,質(zhì)量均為m的金屬細桿ab、cd與導軌垂直接觸形成閉合回路,導軌的電阻不計,回路總電阻為2R,整個裝置處于磁感應強度大小為B,方向豎直向上的勻強磁場中,當ab桿在平行于水平導軌的拉力F作用下以速度v沿導軌勻速運動時,cd桿恰好處于靜止狀態(tài),重力加速度為g,以下說法正確的是

A.a(chǎn)b桿所受拉力F的大小為mgtan37°
B.回路中電流為
C.回路中電流的總功率為mgv sin37°
D.m與v大小的關(guān)系為m=

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

(14分)處于勻強磁場中的兩根足夠長、電阻不計的平行光滑金屬導軌相距1m,導軌平面與水平面成θ=37°角,下端連接電阻或電容器.勻強磁場方向與導軌平面垂直,磁感應強度的大小B=2T,質(zhì)量為0.02 kg、電阻不計的金屬棒放在兩導軌上,棒與導軌垂直并保持良好接觸。若將下端連接阻值為R=20Ω的電阻,如圖所示,(g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)

(1) 當金屬棒下滑速度達到穩(wěn)定時,求該速度的大�。�
(2) 當金屬棒下滑速度達到0.4m/s時,求加速度的大�。�
(3) 若將下端連接的電阻換成電容為C=10000μF的電容器,求金屬棒下滑的加速度.

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

(18分)如圖所示,一電子(其重力不計,質(zhì)量為m、電荷量為e,由靜止開始,經(jīng)加速電場加速后,水平向右從兩板正中間射入偏轉(zhuǎn)電場.偏轉(zhuǎn)電場由兩塊水平平行放置的長為l相距為d的導體板組成,當兩板不帶電時,電子通過兩板之間的時間均為t0,當在兩板間加電壓為U0時,電子可射出偏轉(zhuǎn)電場,并射入垂直紙面向里的勻強磁場,最后打在磁場右側(cè)豎直放置的熒光屏上.磁場的水平寬度為s,豎直高度足夠大。求:

(1)加速電場的電壓;
(2)電子在離開偏轉(zhuǎn)電場時的側(cè)向位移;
(3)要使電子能垂直打在熒光屏上,勻強磁場的磁感應強度為多大?

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

(12分)如圖所示,坐標平面第Ⅰ象限內(nèi)存在大小為E=4×105 N/C、方向水平向左的勻強電場,在第Ⅱ象限內(nèi)存在方向垂直紙面向里的勻強磁場.質(zhì)荷比為=4×10-10 kg/C的帶正電粒子從x軸上的A點以初速度v0=2×107 m/s垂直x軸射入電場,OA=0.2 m,不計重力.求:
(1)粒子經(jīng)過y軸時的位置到原點O的距離;
(2)若要求粒子不能進入第三象限,求磁感應強度B的取值范圍(不考慮粒子第二次進入電場后的運動情況.)

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

如圖所示,在x<0的區(qū)域內(nèi)存在沿y軸負方向的勻強電場,在第一象限傾斜直線OM的下方和第四象限內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強磁場。一帶電粒子自電場中的P點沿x軸正方向射出,恰好經(jīng)過坐標原點O進入勻強磁場,經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后垂直于y軸從N點回到電場區(qū)域,并恰能返回P點。已知P點坐標為,帶電粒子質(zhì)量為m,電荷量為q,初速度為v0,不計粒子重力。求:

(1)勻強電場的電場強度大��;
(2)N點的坐標;
(3)勻強磁場的磁感應強度大小。

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

在如圖所示,x軸上方有一勻強磁場,磁感應強度的方向垂直于紙面向里,大小為B,x軸下方有一勻強電場,電場強度的大小為E,方向與y軸的夾角θ為45o且斜向上方�,F(xiàn)有一質(zhì)量為m電量為q的正離子,以速度v0由y軸上的A點沿y軸正方向射入磁場,該離子在磁場中運動一段時間后從x軸上的C點進入電場區(qū)域,該離子經(jīng)C點時的速度方向與x軸夾角為45o。 不計離子的重力,設磁場區(qū)域和電場區(qū)域足夠大。 求:

(1)C點的坐標;
(2)離子從A點出發(fā)到第三次穿越x軸時的運動時間;
(3)離子第四次穿越x軸時速度的大小及速度方向與電場方向的夾角.

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

(10分)如圖的環(huán)狀軌道處于豎直面內(nèi),它由半徑分別為R和2R的兩個半圓軌道、半徑為R的兩個四分之一圓軌道和兩根長度分別為2R和4R的直軌道平滑連接而成。以水平線MN和PQ為界,空間分為三個區(qū)域,區(qū)域Ⅰ和區(qū)域Ⅲ內(nèi)有磁感應強度為B的水平向里的勻強磁場,區(qū)域Ⅰ和Ⅱ內(nèi)有豎直向上的勻強電場,電場場強大小為。一質(zhì)量為m、電荷量為+q的帶電小環(huán)穿在軌道內(nèi),它與兩根直軌道間的動摩擦因數(shù)為μ(0<μ<1),而軌道的圓弧形部分均光滑。將小環(huán)在較長的直軌道CD下端的C點無初速釋放(不考慮電場和磁場的邊界效應,重力加速度為g),求:

(1)小環(huán)在第一次通過軌道最高點A時的速度vA的大�。�
(2)小環(huán)在第一次通過軌道最高點A時受到軌道的壓力FN的大�。�
(3)若從C點釋放小環(huán)的同時,在區(qū)域Ⅱ再另加一垂直于軌道平面向里的水平勻強電場,其場強大小為,則小環(huán)在兩根直軌道上通過的總路程多大?

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