【題目】如圖所示，兩根足夠長的光滑直金屬導(dǎo)軌MN、PQ平行放置在傾角為的絕緣斜面上，兩導(dǎo)軌間距為L，M、P兩點(diǎn)間接有阻值為R的電阻。一根質(zhì)量為m的均勻直金屬桿ab放在兩導(dǎo)軌上，并與導(dǎo)軌垂直。整套裝置處于勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直于斜面向上。導(dǎo)軌和金屬桿的電阻可忽略。讓金屬桿ab沿導(dǎo)軌由靜止開始下滑，經(jīng)過一段時(shí)間后，金屬桿達(dá)到最大速度vm。在這個(gè)過程中，電阻R上產(chǎn)生的熱量為Q。導(dǎo)軌和金屬桿接觸良好，重力加速度為g。求：

(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。

(2)金屬桿從靜止開始至達(dá)到最大速度的過程中桿下降的高度。

【答案】(1)；(2)。

【解析】

(1)金屬桿達(dá)到最大速度時(shí)，做勻速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)平衡條件：

根據(jù)閉合電路歐姆定律：

此時(shí)導(dǎo)體切割磁感線的電動(dòng)勢：

聯(lián)立方程解得：

(2)金屬棒下滑過程中能量守恒：

mgh=+Q

解得金屬桿下落高度：

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，一帶電微粒質(zhì)量為m＝2.0×10－11 kg、電荷量q＝＋1.0×10－5 C，從靜止開始經(jīng)電壓為U1＝100 V的電場加速后，從兩平行金屬板的中間水平進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場中，微粒從金屬板邊緣射出電場時(shí)的偏轉(zhuǎn)角θ＝30°，并接著進(jìn)入一個(gè)方向垂直紙面向里、寬度為D＝34.0 cm的勻強(qiáng)磁場區(qū)域．微粒重力忽略不計(jì)．求：

（1）帶電微粒進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場時(shí)的速率v1；

（2）偏轉(zhuǎn)電場中兩金屬板間的電壓U2；

（3）為使帶電微粒不會(huì)由磁場右邊射出，該勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B至少多大？（=1.7）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】利用霍爾效應(yīng)制作的霍爾元件，廣泛應(yīng)用于測量和自動(dòng)控制等領(lǐng)域。如圖是霍爾元件的工作原理示意圖，一塊長為a，寬為c的矩形半導(dǎo)體霍爾元件，元件內(nèi)的導(dǎo)電粒子是電荷量為e的自由電子，通入圖示方向的電流I時(shí)，電子的定向移動(dòng)速度為v，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B垂直于霍爾元件的工作面向下時(shí)，前后兩側(cè)面會(huì)形成電勢差U，下列說法中正確的是

A.前、后表面間的電壓U與v無關(guān)B.前表面的電勢比后表面的高

C.自由電子受到的洛倫茲力大小為D.前、后表面間的電壓U與c成正比

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，有兩個(gè)不計(jì)厚度的活塞M、N將兩部分理想氣體A、B封閉在豎直放置的絕熱氣缸內(nèi)，溫度均為27℃。M活塞是導(dǎo)熱的，N活塞是絕熱的，均可沿氣缸無摩擦地滑動(dòng)，氣缸底部有加熱絲。已知M活塞的質(zhì)量m1=2kg，N活塞的質(zhì)量不計(jì)。M、N活塞的橫截面積均為s=2cm2，初始時(shí)M活塞相對(duì)于底部的高度為h1=24cm，N活塞相對(duì)于底部的高度為h2=12cm。現(xiàn)將一質(zhì)量為m2=2kg的小物體放在M活塞的上表面上，活塞下降，穩(wěn)定后B氣體壓強(qiáng)為P。已知大氣壓強(qiáng)為P=1.0×105Pa，取g=10m/s2。求：

（i）穩(wěn)定后B氣體的壓強(qiáng)P2；

（ii）現(xiàn)通過加熱絲對(duì)B氣體進(jìn)行緩慢加熱，M、N活塞發(fā)生移動(dòng)，當(dāng)B氣體的溫度為267℃時(shí)，停止加熱。求此時(shí)M活塞距離底部的高度h3。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，總?cè)莘e為3Vo、內(nèi)壁光滑的氣缸水平放置，一面積為S的輕質(zhì)薄活塞將一定質(zhì)量的理想氣體封閉在氣缸內(nèi)，活塞左側(cè)由跨過光滑定滑輪的細(xì)繩與一質(zhì)量為m的重物相連，氣缸右側(cè)封閉且留有抽氣孔�；钊覀�(cè)氣體的壓強(qiáng)為p。，活塞左側(cè)氣體的體積為Vo，溫度為To。將活塞右側(cè)抽成真空并密封，整個(gè)抽氣過程中缸內(nèi)氣體溫度始終保持不變。然后將密封的氣體緩慢加熱。已知重物的質(zhì)量滿足關(guān)系式mg =poS，重力加速為g。求

（1）活塞剛碰到氣缸右側(cè)時(shí)氣體的溫度；

（2）當(dāng)氣體溫度達(dá)到2To時(shí)氣體的壓強(qiáng)。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，一粗細(xì)均勻的細(xì)管開口向上豎直放置，管內(nèi)有一段高度為2.0cm的水銀柱，水銀柱下密封了一定量的理想氣體，水銀柱上表面到管口的距離為2.0cm。若將細(xì)管倒置，水銀柱下表面恰好位于管口處，且無水銀滴落，管內(nèi)氣體溫度與環(huán)境溫度相同。已知大氣壓強(qiáng)為76cmHg，環(huán)境溫度為296K。

（1）求細(xì)管的長度；

（2）若在倒置前，緩慢加熱管內(nèi)被密封的氣體，直到水銀柱的上表面恰好與管口平齊為止，求此時(shí)密封氣體的溫度。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，勻強(qiáng)磁場的方向垂直紙面向里，勻強(qiáng)電場的方向豎直向下，有一正離子恰能以速率v沿直線從左向右水平飛越此區(qū)域．下列說法正確的是(　　)

A.若一電子以速率v從右向左飛入，則該電子也沿直線運(yùn)動(dòng)

B.若一電子以速率v從右向左飛入，則該電子將向上偏轉(zhuǎn)

C.若一電子以速率v從右向左飛入，則該電子將向下偏轉(zhuǎn)

D.若一電子以速率v從左向右飛入，則該電子也沿直線運(yùn)動(dòng)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，空間存在方向垂直于紙面(平面）向里的磁場。在區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為;區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為（常數(shù))。一質(zhì)量為m、電荷量為q(q>0)的帶電粒子以速度從坐標(biāo)原點(diǎn)O沿軸正向射入磁場，此時(shí)開始計(jì)時(shí)，不計(jì)粒子重力，當(dāng)粒子的速度方向再次沿軸正向時(shí)，求：

(1)粒子運(yùn)動(dòng)的時(shí)間；

(2)粒子與O點(diǎn)間的距離。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示為回旋加速器的示意圖．兩個(gè)靠得很近的D形金屬盒處在與盒面垂直的勻強(qiáng)磁場中，一質(zhì)子從加速器的A處開始加速．已知D形盒的半徑為R，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，高頻交變電源的電壓為U、頻率為f，質(zhì)子質(zhì)量為m，電荷量為q.下列說法正確的是（ ）

A.質(zhì)子的最大速度不超過2πRf

B.質(zhì)子的最大動(dòng)能為

C.質(zhì)子的最大動(dòng)能與電壓U無關(guān)

D.只增大磁感應(yīng)強(qiáng)度B，可增大質(zhì)子的最大動(dòng)能

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