【題目】如圖所示，兩條平行的光滑金屬導(dǎo)軌傾斜的放在水平面上，傾角為，兩棒間的距離為d=0.5m，斜面所在區(qū)域有垂直斜面向上的磁場(chǎng)，以M點(diǎn)等高處O為起點(diǎn)，平行斜面向下建立一維直線坐標(biāo)系，坐標(biāo)原點(diǎn)為O，磁感應(yīng)強(qiáng)度沿x軸方向均勻變化為：B=k0x（），金屬棒質(zhì)量m=0.1kg.電阻。開(kāi)始靜止于MN處，金屬導(dǎo)軌上端外接恒流源，恒流電源可為電路提供恒定電流I=1A，電流方向如圖所示。t=0時(shí)刻靜止釋放金屬棒，不計(jì)導(dǎo)軌電阻，重力加速度為g=10m/s2。

（1）判斷安培力的方向，寫(xiě)出安培力與x的關(guān)系式；

（2）求金屬棒下滑的最大距離s；

（3）通過(guò)計(jì)算證明金屬棒做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，并指出簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的平衡位置；

（4）求金屬棒從靜止滑到底端的過(guò)程中，通過(guò)金屬棒的電荷量q。（提示：簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期公式，k為回復(fù)力比例系數(shù)）。

【答案】（1）安培力沿斜面向上，F=0.4x；（2）2.5m；（3）見(jiàn)解析；（4）1.57C

【解析】

（1）由左手定則可知，安培力的方向沿導(dǎo)軌向上；

安培力關(guān)系式

FA=BIL=k0xId=0.4x

（2）安培力隨x均勻變化，平均力做功

根據(jù)動(dòng)能定理

所以

（3）當(dāng)時(shí)

即金屬棒做以為平衡位置的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)；

（4）金屬棒滑到底端的時(shí)間

通過(guò)金屬棒的電荷量

q=It0=1.57C

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】如圖所示，物塊正在沿粗糙的斜面勻速下滑，斜面保持靜止?fàn)顟B(tài)。在下列幾種情況中，物塊仍沿斜面下滑，則關(guān)于地面對(duì)斜面體的摩擦力正確說(shuō)法是（　　）

A.若對(duì)物塊施加豎直向下的外力，地面對(duì)斜面體的摩擦力水平向左

B.若對(duì)物塊施加垂直于斜面向下的外力，地面對(duì)斜面體的摩擦力水平向左

C.若對(duì)物塊施加沿斜面向下的外力，地面對(duì)斜面體的摩擦力水平向右

D.若對(duì)物塊施加沿斜面向下的外力，地面對(duì)斜面體沒(méi)有摩擦力

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖為一款新型兒童電動(dòng)摩托車，其主要參數(shù)見(jiàn)下表。鋰電池存儲(chǔ)電能，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)車輪行駛安全，很受小朋友的喜歡，以下說(shuō)法正確是（　　）

產(chǎn)品重量

10kg

最大載重

50kg

電池容量

20Ah

行駛最大功率

120w

充電電流

2A

充滿電最大行程

約7Km

最大行駛速度

7.2Km/h

A.滿載狀態(tài)下，電動(dòng)摩托車以最大行駛速度勻速前進(jìn)時(shí)所受阻力為60N

B.電池容量20Ah指的是電動(dòng)摩托車電池充滿電時(shí)的電能

C.如果這輛電動(dòng)摩托車每?jī)商斐湟淮坞姡阎潆婋妷簽?/span>6V，則一個(gè)月要耗電18度

D.當(dāng)電動(dòng)摩托車用完電后需要8h充滿電

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，ab為一金屬桿，它處在垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，可繞a點(diǎn)在紙面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)；S是以a為圓心位于紙面內(nèi)的金屬圓環(huán)。在桿轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，桿的b端與金屬環(huán)保持良好接觸；A為電流表，其一端與金屬環(huán)相連，一端與a點(diǎn)良好接觸。當(dāng)桿沿順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，某時(shí)刻ab桿的位置如圖所示，則此時(shí)刻 (　　)

A. 有電流通過(guò)電流表，方向由c→d；作用于ab的安培力向右

B. 有電流通過(guò)電流表，方向由c→d；作用于ab的安培力向左

C. 有電流通過(guò)電流表，方向由d→c；作用于ab的安培力向右

D. 無(wú)電流通過(guò)電流表，作用于ab的安培力為零

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示是研究通電自感實(shí)驗(yàn)的電路圖，A1、A2是兩個(gè)規(guī)格相同的小燈泡，閉合電鍵調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R的滑動(dòng)觸頭，使兩個(gè)燈泡的亮度相同，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R1的滑動(dòng)觸頭，使他們都正常發(fā)光，然后斷開(kāi)電鍵S。再重新閉合電鍵S，則（　　）

A.穩(wěn)定后，L和R兩端的電勢(shì)差一定相同B.穩(wěn)定后，A1和A2兩端電勢(shì)差不相同

C.閉合瞬間，A1、A2均立刻變亮D.閉合瞬間，A1立刻變亮，A2逐漸變亮

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】2017年6月19日長(zhǎng)征三號(hào)火箭發(fā)射同步衛(wèi)星中星9A時(shí)出現(xiàn)異常，衛(wèi)星沒(méi)有進(jìn)入預(yù)定靜止軌道，通過(guò)我國(guó)研究人員的努力，經(jīng)過(guò)10次軌道調(diào)整，終于在7月5日將中星9A衛(wèi)星成功定點(diǎn)于東經(jīng)101.4°的靜止軌道，完成“太空自救”。如圖所示是衛(wèi)星自救過(guò)程的簡(jiǎn)化示意圖，近地軌道和靜止軌道是圓軌道，異常軌道和轉(zhuǎn)移軌道是橢圓軌道，P、Q、S三點(diǎn)與地球中心共線，P、Q兩點(diǎn)是轉(zhuǎn)移軌道的遠(yuǎn)地點(diǎn)和近地點(diǎn)，近似認(rèn)為PQ的距離為地球半徑R的8倍，則下列說(shuō)法正確的是（ ）

A.靜止軌道與地球赤道平面可以不重合

B.衛(wèi)星在靜止軌道上經(jīng)過(guò)S點(diǎn)的加速度大于在轉(zhuǎn)移軌道上經(jīng)過(guò)P點(diǎn)的加速度

C.衛(wèi)星在異常軌道上經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)速率大于在靜止軌道上經(jīng)過(guò)S點(diǎn)的速率

D.衛(wèi)星在近地軌道上的周期與在轉(zhuǎn)移軌道上的周期之比約為1：4

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】一個(gè)小型水電站，其交流發(fā)電機(jī)的輸出電壓U1一定，通過(guò)理想升壓器T1和理想降壓變壓器T2向遠(yuǎn)處用戶供電，如圖所示。輸電線的總電阻為R，T1的輸入電壓和輸入功率分別為U1和P1，它的輸出電壓和輸出功率分別為U2和P2，T2的輸入電壓和輸入功率分別為U3和P3，它的輸出電壓和輸出功率分別為U4和P4。下列說(shuō)法正確的是（　�。�

A.當(dāng)用戶的用電器增加時(shí)，U2、U3、U4均變小

B.輸電線的總電阻R兩端的電壓等于，且隨用戶的用電器增加而增大

C.輸電線上損失的功率為，且隨用戶的用電器增加而增大

D.要減小線路的損耗，應(yīng)增大升壓變壓器的匝數(shù)比，同時(shí)應(yīng)增大降壓變壓器的匝數(shù)比

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】右圖為兩分子系統(tǒng)的勢(shì)能Ep與兩分子間距離r的關(guān)系曲線。下列說(shuō)法正確的是

A. 當(dāng)r大于r1時(shí)，分子間的作用力表現(xiàn)為引力

B. 當(dāng)r小于r1時(shí)，分子間的作用力表現(xiàn)為斥力

C. 當(dāng)r等于r2時(shí)，分子間的作用力為零

D. 在r由r1變到r2的過(guò)程中，分子間的作用力做負(fù)功

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】物體A、B從同一地點(diǎn)同時(shí)沿同一方向做直線運(yùn)動(dòng)，在時(shí)間內(nèi)，它們的圖像如圖所示。下列說(shuō)法正確的是（　�。�

A.A、B的加速度大小均逐漸減小B.A的加速度逐漸增大，B的加速度逐漸減小

C.A、B將要相遇兩次D.A、B的平均速度均等于

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