【題目】如圖所示，兩光滑金屬導(dǎo)軌，間距d＝2m，在桌面上的部分是水平的，僅在桌面上有磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝1T、方向豎直向下的有界磁場(chǎng)，電阻R＝3Ω，桌面高H＝0.8m，金屬桿ab質(zhì)量m＝0.2kg，其電阻r＝1Ω，從導(dǎo)軌上距桌面h＝0.2m的高度處由靜止釋放，落地點(diǎn)距桌面左邊緣的水平距離s＝0.4m，取g＝10m/s2，求：

（1）金屬桿剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，R上的電流大小；

（2）整個(gè)過程中電阻R放出的熱量；

（3）磁場(chǎng)區(qū)域的寬度。

【答案】（1）1A（2）0.225J (3) 0.2m

【解析】（1）設(shè)棒剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度為v0，由機(jī)械能守恒定律有：mgh=mv02
解得：v0=2m/s
又由法拉第電磁感應(yīng)定律有：E=Bdv0=4V
由閉合歐姆定律有： ；

（2）設(shè)金屬桿離開磁場(chǎng)時(shí)速度為v1，金屬桿離開磁場(chǎng)做平拋運(yùn)動(dòng)，由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律，在豎直方向，H=gt2，

在水平方向，s= v1t，

聯(lián)立解得：v1=1m/s。

根據(jù)能量守恒定律，整個(gè)過程中回路產(chǎn)生的焦耳熱Q=mv02-mv2，

電阻R放出的熱量QR=Q 聯(lián)立解得：QR=0.225J。

（3）設(shè)磁場(chǎng)區(qū)域的寬度為L，金屬桿通過磁場(chǎng)過程中某一時(shí)刻的速度為v，在接下來的一段很短時(shí)間內(nèi)△t內(nèi)速度變化為△v，則由牛頓第二定律，

-F=ma=m，

F=BdI，I=, E=Bd v ,

或根據(jù)動(dòng)量定理：- BdI△t=△p

整理得：-v△t=m△v。

對(duì)于整個(gè)金屬桿通過磁場(chǎng)的過程，-∑v△t=m∑△v。

而：∑v△t=L，∑△v= v1- v0

聯(lián)立解得：L=0. 2m

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，光滑斜面與水平面成α角，斜面上一根長(zhǎng)為l=0.30cm的輕桿，一端系住質(zhì)量為0.2kg的小球，另一端可繞O點(diǎn)在斜面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，先將輕桿拉至水平位置，然后給小球一沿著斜面并與輕桿垂直的初速度，取，則 （ ）

A. 此時(shí)小球的加速度大小為

B. 小球到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)，桿對(duì)其的彈力沿斜面向上

C. 若增大，小球達(dá)到最高點(diǎn)時(shí)桿子對(duì)小球的彈力一定增大

D. 若增大，小球達(dá)到最高點(diǎn)時(shí)桿子對(duì)小球的彈力可能減小

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】手機(jī)、電腦等電器已經(jīng)普及到人們的日常生活中，這些電器都要用到蓄電池．某同學(xué)利用下列器材測(cè)定一節(jié)蓄電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻．蓄電池的電動(dòng)勢(shì)約為4V.

A．量程是0.6A，內(nèi)阻約為0.5Ω的電流表；

B．量程是5V，內(nèi)阻是6kΩ的電壓表；

C．量程是15V，內(nèi)阻是30kΩ的電壓表；

D．阻值為0～1kΩ，額定電流為0.5A的滑動(dòng)變阻器；

E．阻值為0～10Ω，額定電流為2A的滑動(dòng)變阻器；

F．定值電阻4Ω，額定功率4W；

G．開關(guān)S一個(gè)，導(dǎo)線若干．

(1)為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，電壓表應(yīng)選擇________(填器材代號(hào))，圖中的導(dǎo)線應(yīng)連接到________處(填“①”或“②”)，改變滑動(dòng)變阻器阻值的時(shí)候，為了使電壓表和電流表的讀數(shù)變化比較明顯，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇________(填器材代號(hào))．

(2)用(1)問中的實(shí)驗(yàn)電路進(jìn)行測(cè)量，讀出電壓表和電流表的讀數(shù)，畫出對(duì)應(yīng)的U－I圖線如圖（a）所示，由圖線可得該蓄電池的電動(dòng)勢(shì)E＝______V，內(nèi)阻r＝______Ω.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】實(shí)驗(yàn)小組要測(cè)量一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻。實(shí)驗(yàn)室有如下器材可供選擇：

A．待測(cè)干電池（電動(dòng)勢(shì)約為1.5V，內(nèi)阻約為1.0Ω）

B．電壓表（量程3V）

C．電壓表（量程15V）

D．電流表（量程0.6A）

E．定值電阻（阻值為50Ω）

F．滑動(dòng)變阻器（阻值范圍0-50Ω）

G．開關(guān)、導(dǎo)線若干

⑴為了盡量減小實(shí)驗(yàn)誤差，在如圖1所示的四個(gè)實(shí)驗(yàn)電路中應(yīng)選用___________。

⑵實(shí)驗(yàn)中電壓表應(yīng)選用___________。（選填器材前的字母）

⑶實(shí)驗(yàn)中測(cè)出幾組電流表和電壓表的讀數(shù)并記錄在下表中。

序號(hào)

1

2

3

4

5

6

電壓U（V）

1.45

1.40

1.30

1.25

1.20

1.10

電流I（A）

0.060

0.120

0.240

0.260

0.360

0.480

請(qǐng)你將第5組數(shù)據(jù)描繪在圖2中給出的U－I坐標(biāo)系中并完成U－I 圖線；

⑷由此可以得到，此干電池的電動(dòng)勢(shì)E=________V，內(nèi)電阻r =________Ω。（結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）

⑸有位同學(xué)從實(shí)驗(yàn)室找來了一個(gè)電阻箱，用如圖3所示的電路測(cè)量電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻。閉合開關(guān)后，改變電阻箱阻值。當(dāng)電阻箱阻值為R1時(shí)，電流表示數(shù)為I1；當(dāng)電阻箱阻值為R2時(shí)，電流表示數(shù)為I2。已知電流表的內(nèi)阻為RA。請(qǐng)你用RA、R1、R2、I1、I2表示出電池的內(nèi)電阻r =_________________。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，直角玻璃三棱鏡置于空氣中，已知∠A＝60°，∠C＝90°，一束極細(xì)的光于AC邊的中點(diǎn)D垂直AC面入射，AD＝a，棱鏡的折射率n＝.求：

①光從棱鏡第一次射入空氣時(shí)的折射角；

②光從進(jìn)入棱鏡到它第一次從BC邊和AB邊射入空氣所經(jīng)歷的時(shí)間分別為多少？．(設(shè)光在真空中的傳播速度為c)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在兩個(gè)水平平行金屬極板間存在著豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小分別為E=2×106N/C和B1=0.1T，極板的長(zhǎng)度l=m，間距足夠大．在板的右側(cè)還存在著另一圓形區(qū)域的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的方向?yàn)榇怪庇诩埫嫦蛲猓瑘A形區(qū)域的圓心O位于平行金屬極板的中線上，圓形區(qū)域的半徑R=m。有一帶正電的粒子以某速度沿極板的中線水平向右飛入極板后恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng)，然后進(jìn)入圓形磁場(chǎng)區(qū)域，飛出圓形磁場(chǎng)區(qū)域后速度方向偏轉(zhuǎn)了60°，不計(jì)粒子的重力，粒子的比荷=2×108C/kg。

（1）求粒子沿極板的中線飛入的初速度v0；

（2）求圓形區(qū)域磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B2的大�。�

（3）在其他條件都不變的情況下，將極板間的磁場(chǎng)B1撤去，為使粒子飛出極板后不能進(jìn)入圓形區(qū)域的磁場(chǎng)，求圓形區(qū)域的圓心O離極板右邊緣的水平距離d應(yīng)滿足的條件。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，發(fā)射地球同步衛(wèi)星時(shí)，先將衛(wèi)星發(fā)射至近地圓軌道1，然后經(jīng)點(diǎn)火將衛(wèi)星送入橢圓軌道2，然后再次點(diǎn)火，將衛(wèi)星送入同步軌道3.軌道1、2相切于Q點(diǎn)，2、3相切于P點(diǎn)，則當(dāng)衛(wèi)星分別在1、2、3軌道上正常運(yùn)行時(shí)，下列說法中正確的是( ).

A. 衛(wèi)星在軌道3上的速率大于在軌道1上的速率

B. 衛(wèi)星在軌道3上的角速度大于在軌道1上的角速度

C. 衛(wèi)星在軌道1上經(jīng)過Q點(diǎn)時(shí)的加速度大于它在軌道2上經(jīng)過Q點(diǎn)時(shí)的加速度

D. 衛(wèi)星在軌道2上經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)的加速度等于它在軌道3上經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)的加速度

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】甲、乙兩物體沿同一方向做直線運(yùn)動(dòng)，t=0時(shí)刻經(jīng)過同一位置，描述兩物體運(yùn)動(dòng)的v﹣t圖如圖，則在0～5s的時(shí)間內(nèi)，關(guān)于甲、乙的位置關(guān)系下列說法正確的是（　　）
A.0～1s內(nèi)，兩物體距離越來越小
B.第3s～5s內(nèi)，兩物體距離越來越小
C.兩物體只能相遇一次
D.兩物體相遇兩次

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲所示的電路，當(dāng)變阻器的滑片從一端滑到另一端的過程中兩電壓表的示數(shù)隨電流表示數(shù)的變化情況如圖乙中的A、B兩直線所示，不考慮電表對(duì)電路的影響，

（1）電壓表、的示數(shù)隨電流表示數(shù)的變化圖像分別為U—I圖像中的哪一條直線；

（2）試求定值電阻、變阻器的總電阻分別為多少；

（3）試求電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻分別為多少

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