如圖所示,兩平行光滑的金屬導(dǎo)軌MN、PQ固定在水平面上,相距為L,處于豎直向下的磁場中整個磁場由n個寬度皆為x0的條形勻強磁場區(qū)域1、2、…、n組成,從左向右依次排列,磁感應(yīng)強度的大小分別為B、2B、3B、…、nB,兩導(dǎo)軌左端MP間接入電阻R,一質(zhì)量為m的金屬棒ab垂直于MN、PQ放在水平導(dǎo)軌上,與導(dǎo)軌電接觸良好,不計導(dǎo)軌和金屬棒的電阻。
⑴對導(dǎo)體棒ab施加水平向右的力,使其從圖示位置開始運動并穿過n個磁場區(qū),求導(dǎo)體棒穿越磁場區(qū)1的過程中通過電阻R的電荷量q;
⑵對導(dǎo)體棒ab施加水平向右的恒力F0,讓它從磁場區(qū)1左側(cè)邊界處開始運動,當(dāng)向右運動距時做勻速運動,求棒通過磁場區(qū)1所用的時間t;
⑶對導(dǎo)體棒ab施加水平向右的拉力,讓它從距離磁場區(qū)1左側(cè)x= x0的位置由靜止開始做勻加速運動,當(dāng)棒ab進入磁場區(qū)1時開始做勻速運動,此后在不同的磁場區(qū)施加不同的拉力,使棒ab保持做勻速運動穿過整個磁場區(qū),求棒ab通過第i磁場區(qū)時的水平拉力Fi和棒ab在穿過整個磁場區(qū)過程中回路產(chǎn)生的電熱Q。
;⑵;⑶

試題分析:⑴電路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢。通過電阻的電荷量。
導(dǎo)體棒穿過1區(qū)過程。解得
(2)棒勻速運動的速度為v,則
設(shè)棒在前x0/2距離運動的時間為t1,則
由動量定律:F0 t1-BqL=mv;解得:
設(shè)棒在后x0/2勻速運動的時間為t2,則
所以棒通過區(qū)域1所用的總時間:
(3)進入1區(qū)時拉力為,速度,則有
解得;。進入i區(qū)時的拉力。
導(dǎo)體棒以后通過每區(qū)都以速度做勻速運動,由功能關(guān)系有

解得。
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:計算題

如圖所示,兩根足夠長相距為L的平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ與水平面的夾角53°,導(dǎo)軌處在豎直向上的有界勻強磁場中,有界勻強磁場的寬度,導(dǎo)軌上端連一阻值R=1Ω的電阻。質(zhì)量m=1kg、電阻r=1Ω的細金屬棒ab垂直放置在導(dǎo)軌上,開始時與磁場上邊界距離,現(xiàn)將棒ab由靜止釋放,棒ab剛進入磁場時恰好做勻速運動。棒ab在下滑過程中與導(dǎo)軌始終接觸良好,導(dǎo)軌光滑且電阻不計,取重力加速度g = 10m/s2。求:

(1)棒ab剛進入磁場時的速度v;
(2)磁場的磁感應(yīng)強度B;
(3)棒ab穿過過磁場的過程中電阻R產(chǎn)生的焦耳熱Q 。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如圖甲所示,水平加速電場的加速電壓為U0,在它的右側(cè)有由水平正對放置的平行金屬板a、b構(gòu)成的偏轉(zhuǎn)電場,已知偏轉(zhuǎn)電場的板長L="0.10" m,板間距離d=5.0×10-2m,兩板間接有如圖15乙所示的隨時間變化的電壓U,且a板電勢高于b板電勢。在金屬板右側(cè)存在有界的勻強磁場,磁場的左邊界為與金屬板右側(cè)重合的豎直平面MN,MN右側(cè)的磁場范圍足夠大,磁感應(yīng)強度B=5.0×10-3T,方向與偏轉(zhuǎn)電場正交向里(垂直紙面向里)。質(zhì)量和電荷量都相同的帶正電的粒子從靜止開始經(jīng)過電壓U0=50V的加速電場后,連續(xù)沿兩金屬板間的中線OO′方向射入偏轉(zhuǎn)電場中,中線OO′與磁場邊界MN垂直。已知帶電粒子的比荷=1.0×108C/kg,不計粒子所受的重力和粒子間的相互作用力,忽略偏轉(zhuǎn)電場兩板間電場的邊緣效應(yīng),在每個粒子通過偏轉(zhuǎn)電場區(qū)域的極短時間內(nèi),偏轉(zhuǎn)電場可視作恒定不變。
(1)求t=0時刻射入偏轉(zhuǎn)電場的粒子在磁場邊界上的入射點和出射點間的距離;
(2)求粒子進入磁場時的最大速度;
(3)對于所有進入磁場中的粒子,如果要增大粒子在磁場邊界上的入射點和出射點間的距離,應(yīng)該采取哪些措施?試從理論上推理說明。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題


半徑為r和R(r<R)的光滑半圓形槽,其圓心均在同一水平面上,如圖所示,質(zhì)量相等的兩小球(可看成質(zhì)點)分別自半圓形槽左邊緣的最高點無初速度地釋放,在下滑過程中關(guān)于兩小球的說法,不正確的是
A.機械能均逐漸減小
B.經(jīng)最低點時動能相等
C.兩球在最低點加速度大小不等
D.機械能總是相等的

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

子彈的速度為v,打穿一塊固定的木塊后速度剛好變?yōu)榱。若木塊對子彈的阻力為恒力,那么當(dāng)子彈射入木塊的深度為其厚度的三分之一時,子彈的速度是(  )
A.vB.v C.v D.v

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

(15分)如圖所示,MN與PQ為在同一水平面內(nèi)的平行光滑金屬導(dǎo)軌,間距l(xiāng)=0.5m,電阻不計,在導(dǎo)軌左端接阻值為R=0.6Ω的電阻.整個金屬導(dǎo)軌置于豎直向下的勻強磁場中,磁感應(yīng)強度大小為B=2T.將質(zhì)量m=1kg、電阻r=0.4Ω的金屬桿ab垂直跨接在導(dǎo)軌上.金屬桿ab在水平拉力F的作用下由靜止開始向右做勻加速運動.開始時,水平拉力為F0=2N.
(1)求金屬桿ab的加速度大;
(2)求2s末回路中的電流大小;
(3)已知開始2s內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為6.4J,求該2s內(nèi)水平拉力F所做的功.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,水平桌面上的輕質(zhì)彈簧一端固定,另一端與小物塊相連。彈簧處于自然長度時物塊位于O點(圖中未標出)。物塊的質(zhì)量為m,物塊與桌面間的動摩擦因數(shù)為μ,F(xiàn)用水平向右的力將物塊從O點緩慢拉至A點,拉力做的功為W。撤去拉力后物塊由靜止向左運動,經(jīng)O點到達B點時速度減小為零,,重力加速度為g。則以下判斷正確的是
A.物塊在A點時,彈簧的彈性勢能等于
B.物塊在B點時,彈簧的彈性勢能小于
C.物塊動能最大時,彈簧的彈性勢能為零
D.經(jīng)O點時,物塊的動能小于

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:實驗題

(6分)在“探究功與速度變化的關(guān)系”的實驗中,某實驗研究小組的實驗裝置如圖甲所示。木塊從A點靜止釋放后,在一根彈簧作用下彈出,沿足夠長的木板運動到點停下,記錄此過程中彈簧對木塊做的功為。點為彈簧原長時所處的位置,測得的距離為。再用完全相同的2根、3根…彈簧并在一起進行第2次、第3次…實驗并記錄,…及相應(yīng)的…數(shù)據(jù),用圖像處理數(shù)據(jù),回答下列問題:

(1)如圖乙是根據(jù)實驗數(shù)據(jù)描繪的圖像,圖線不過原點的原因是          ;
(2)由圖線得木塊從A到O過程中摩擦力做的功是        ;
(3)圖像斜率的物理意義是                                 。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

構(gòu)建和諧型、節(jié)約型社會深得民心,遍布于生活的方方面面。自動充電式電動車就是很好的一例,電動車的前輪裝有發(fā)電機,發(fā)電機與蓄電池連接。當(dāng)在騎車者用力蹬車或電動自行車自動滑行時,自行車就可以連通發(fā)電機向蓄電池充電,將其他形式的能轉(zhuǎn)化成電能儲存起來,F(xiàn)有某人騎車以500 J的初動能在粗糙的水平路面上滑行,第一次關(guān)閉自動充電裝置,讓車自由滑行,其動能隨位移變化關(guān)系如圖①所示;第二次啟動自動充電裝置,其動能隨位移變化關(guān)系如圖②所示,則第二次向蓄電池所充的電能是(   )
A.200 JB.250 JC.300 JD.500 J

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