15．兩根光滑的長直金屬導(dǎo)軌MN、M′N′平行置于同一水平面內(nèi)，導(dǎo)軌間距為L=0.2m，電阻不計(jì)，M、M′處接有如圖所示的電路，電路中各電阻的阻值均為R=0.5Ω，電容器的電容為C=8 ?F．長度也為L、阻值同為R的金屬棒ab垂直于導(dǎo)軌放置，導(dǎo)軌處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.5T、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場中．a(chǎn)b在外力作用下向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)且與導(dǎo)軌保持良好接觸，在ab運(yùn)動(dòng)距離為s=0.4m的過程中，整個(gè)回路中產(chǎn)生的焦耳熱為Q=0.01J．求：
（1）ab運(yùn)動(dòng)速度v的大��；
（2）電容器所帶的電荷量q．

分析 （1）由圖示電路圖可知，外電路由三個(gè)電阻串聯(lián)組成，由于導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng)，因此產(chǎn)生的感應(yīng)電流恒定，根據(jù)Q=I2Rt即可求解．
（2）求出電容器兩端的電壓，根據(jù)Q=CU即可求出電容器所帶的電荷量q．

解答 解：（1）設(shè)ab上產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為E，
回路中電流為I，ab運(yùn)動(dòng)距離為s的過程中所用時(shí)間為t，
感應(yīng)電動(dòng)勢：E=BLv，感應(yīng)電流：I=$\frac{E}{4R}$，
ab的運(yùn)動(dòng)時(shí)間：t=$\frac{s}{v}$，焦耳熱：Q=I2•4Rt，
整理得：v=$\frac{4QR}{{B}^{2}{L}^{2}s}$，解得：v=5m/s；
（2）設(shè)電容器兩極板的電勢差為U，則有：U=IR，
電容器所帶的電荷量為：q=CU，整理得：q=$\frac{CQR}{BLs}$，
解得：q=1×10-4C；
答：（1）ab運(yùn)動(dòng)速度v的大小為5m/s；
（2）電容器所帶的電荷量q為1×10-4C．

點(diǎn)評(píng) 本題比較簡單考查了電磁感應(yīng)與電路的結(jié)合，解決這類問題的關(guān)鍵是正確分析外電路的結(jié)構(gòu)，然后根據(jù)有關(guān)電學(xué)知識(shí)求解．

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：選擇題

13．兩束不同頻率的平行單色光a、b分別由水射入空氣發(fā)生如圖所示的折射現(xiàn)象（α＜β），下列說法正確的是（　　）
A．隨著a、b入射角度的逐漸增加，a先發(fā)生全反射
B．水對(duì)a的折射率比水對(duì)b的折射率大
C．a、b在水中的傳播速度va＞vb
D．a、b入射角為0°時(shí)，沒有光線射入空氣中

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

14．下列各種運(yùn)動(dòng)中，若不考慮阻力作用，則物體的機(jī)械能發(fā)生變化的是（　�。�
A．在光滑水平面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體
B．以初速度水平拋出做平拋運(yùn)動(dòng)的物體
C．沿光滑的曲面自由下滑的物體
D．在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

3．如圖所示，電阻可忽略的光滑平行金屬導(dǎo)軌長S=1.60m，兩導(dǎo)軌間距L=0.5m，導(dǎo)軌傾角為30°，導(dǎo)軌上端ab接一阻值R=1.5Ω的電阻，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T的勻強(qiáng)磁場垂直軌道平面向上．阻值r=0.5Ω，質(zhì)量m=0.2kg的金屬棒與軌道垂直且接觸良好，從軌道上端ab處由靜止開始下滑至底端，在此過程中整個(gè)電路中產(chǎn)生的焦耳熱Q=0.7J．（取g=10m/s2） 求：
（1）在此過程中流過電阻R的電量q；
（2）金屬棒下滑速度v=2m/s時(shí)的加速度a；
（3）為求金屬棒下滑的最大速度vm，有同學(xué)解答如下：設(shè)此過程中克服安培力做功為W安由動(dòng)能定理：W重-W安=$\frac{1}{2}$mvm2…由此所得結(jié)果是否正確？若正確，請(qǐng)繼續(xù)完成本小題；若不正確，請(qǐng)給出正確的解答．

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

10．如圖1所示兩根電阻忽略不計(jì)的導(dǎo)軌平行放置，導(dǎo)軌左端接電阻R1，右端接有小燈泡L，導(dǎo)體棒AB垂直于導(dǎo)軌放置，電阻R1、導(dǎo)體棒AB和小燈泡的電阻均為R（不計(jì)燈泡電阻隨溫度的變化），虛線MN右側(cè)有垂直導(dǎo)軌的磁場，當(dāng)導(dǎo)體棒AB從距MN左側(cè)某處勻速向右運(yùn)動(dòng)時(shí)開始計(jì)時(shí)，磁場隨時(shí)間變化如圖2所示，若導(dǎo)體棒AB從開始計(jì)時(shí)到穿越磁場的過程中，燈泡的亮度始終不變，則導(dǎo)體棒在穿過磁場前后導(dǎo)體棒上消耗的熱功率P1、P2的比值是（　　）
A．1：1B．1：2C．1：4D．1：16

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

20．如圖水平導(dǎo)軌MN、PQ間距為L，整個(gè)空間存在豎直向下的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，兩根導(dǎo)體棒a、b，質(zhì)量均為m，電阻均為R，垂直于導(dǎo)軌放在導(dǎo)軌上，它們與導(dǎo)軌間動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ，現(xiàn)用一水平恒力F拉動(dòng)b棒由靜止開始運(yùn)動(dòng)，當(dāng)b棒運(yùn)動(dòng)了距離S時(shí)，達(dá)到其最大速度，而此時(shí)a棒恰能依然保持靜止而不向右運(yùn)動(dòng)，分析時(shí)可以認(rèn)為滑動(dòng)摩擦力與最大靜摩擦力大小相等，求：
（1）恒力F的大�。�
（2）當(dāng)b棒運(yùn)動(dòng)距離S過程中，整個(gè)回路產(chǎn)生的焦耳熱．

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

7．如圖所示，處于勻強(qiáng)磁場中的兩根足夠長、電阻不計(jì)的平行金屬導(dǎo)軌相距1m，導(dǎo)軌平面與水平面成θ=37°角，下端連接阻值為R的電阻．勻強(qiáng)磁場方向與導(dǎo)軌平面垂直．質(zhì)量為0.2kg，電阻不計(jì)的金屬棒放在兩導(dǎo)軌上，棒與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸，它們之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5．
（1）求金屬棒沿導(dǎo)軌由靜止開始下滑時(shí)的加速度大��；
（2）當(dāng)金屬棒下滑速度達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，電阻R消耗的功率為4W，求該速度的大��；
（3）在上問中，若R=1Ω，金屬棒中的電流方向由a到b，求磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向．（g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

4．如圖所示，足夠長金屬導(dǎo)軌豎直放置，金屬棒ab、cd均通過棒兩端的環(huán)套在金屬導(dǎo)軌上．虛線上方有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，虛線下方有豎直向下的勻強(qiáng)磁場．a(chǎn)b、cd棒與導(dǎo)軌間動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ，兩棒總電阻為R，導(dǎo)軌電阻不計(jì)．開始兩棒均靜止在圖示位置，當(dāng)cd棒無初速釋放時(shí)，對(duì)ab棒施加豎直向上的力F，沿導(dǎo)軌向上做勻加速運(yùn)動(dòng)．則下列說法不正確的是（　�。�
A．ab棒中的電流方向由b到a
B．cd棒先加速運(yùn)動(dòng)后勻速運(yùn)動(dòng)
C．cd棒所受摩擦力的最大值大于cd棒的重力
D．力F做的功等于兩金屬棒產(chǎn)生的電熱與ab棒增加的機(jī)械能之和

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

5．下列說法正確的是（　　）
A．布朗運(yùn)動(dòng)是液體分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的表現(xiàn)，也反映了固體小顆粒的分子在做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)
B．對(duì)一定質(zhì)量的某理想氣體，當(dāng)溫度升高時(shí)，體積可能減小，但內(nèi)能一定增大
C．某固體分子之間的距離為平衡距離，壓縮該固體，則分子力和分子勢能均增大
D．晶體與非晶體之間在一定條件下可以轉(zhuǎn)化，但微觀結(jié)構(gòu)可能不變
E．一定質(zhì)量的氣體，從外界吸熱的同時(shí)體積不斷增大，其內(nèi)能可能不變

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