【題目】如圖所示，足夠長的兩光滑水平導軌間距為L，導軌間所接電阻的阻值為R.質(zhì)量為m的金屬棒ab阻值也為R、金屬棒在大小為F的水平恒力作用下沿導軌由靜止開始滑動，其他電阻忽略不計．整個裝置處于豎直向下的勻強磁場中，磁感應強度大小為B.

(1) 求金屬棒ab速度的最大值vm；

(2) 畫出電阻R兩端的電壓U與金屬棒速度v的關(guān)系圖象(要求寫出作圖依據(jù))；

(3) 經(jīng)過時間t，金屬棒運動距離為x，速度為v1，求該過程金屬棒產(chǎn)生的焦耳熱Q.

【答案】(1) (2) (3)

【解析】

（1）當安培力與拉力達到平衡時受到最大，根據(jù)共點力的平衡條件結(jié)合安培力的計算公式求解；

（2）找到U-v函數(shù)關(guān)系，結(jié)合數(shù)學知識畫圖；

（3）根據(jù)動能定理求解該過程產(chǎn)生的總熱量，從而求解金屬棒產(chǎn)生的焦耳熱.

（1）金屬棒中產(chǎn)生的感應電動勢：

由閉合電路歐姆定律：

金屬棒受到的安培力：

由牛頓第二定律：

以上各式聯(lián)列可得：

當時，金屬棒速度的最大值

（2）電阻兩端的電壓

且

關(guān)系圖象如圖

（3）金屬棒速度達到的過程中：由動能定理可得：

解得回路中產(chǎn)生的總熱量：

金屬棒產(chǎn)生的焦耳熱：

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】將兩個金屬電極鋅片和銅片插入一個水果中就可以做成一個水果電池，通過前期查閱相關(guān)資料，得知其電動勢約為1.3~2.0V，內(nèi)阻約為400~800Ω。某興趣小組為了精確測量水果電池的電動勢和內(nèi)阻利用滑動變阻器R(0-3kΩ)，毫安表滿偏電流3mA，電阻約10Ω)電壓表 (量程0-2.0V，電阻約1000Ω)，開關(guān)導線等設計了如圖甲、乙兩種實驗電路。

(1)為了使結(jié)果更加精確，本實驗應該選擇_________圖的電路(填“甲”或“乙”).

(2)按照所選電路進行實驗，得到多組電壓表示數(shù)U和電流表示數(shù)I，并記錄在下表內(nèi).

序號

1

2

3

4

5

6

7

8

電壓

1.28

1.08

0.89

0.75

0.64

0.42

0.40

0.18

電流

0.47

0.84

1.23

1.48

1.69

1.87

2.13

2.52

請根據(jù)測量數(shù)據(jù)在答題卡的坐標紙中描出第5、6組數(shù)據(jù)，并作出U-I圖線________.

(3)根據(jù)U-I圖像，可知此水果電池的電動勢為________V，內(nèi)阻為______Ω(結(jié)果保留三位有效數(shù)字).

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，兩根平行長直導線M、N中通有等大、反向的電流。長直導線M、N與紙面垂直放置，O為MN連接的中點，在紙面內(nèi)以O點為圓心做圓，與MN連線交于a、b兩點，與MN中垂線交于c、d兩點，則下列說法正確的是（　�。�

A. 圓心O處磁感應強度的大小為零

B. c、d兩點磁感應強度方向相同

C. a、b兩點磁感應強度方向相反

D. a、c兩點磁感應強度方向互相垂直

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在豎直面內(nèi)有兩平行金屬導軌AB、CD．導軌間距為L，電阻不計．一根電阻不計的金屬棒ab可在導軌上無摩擦地滑動．棒與導軌垂直，并接觸良好．導軌之間有垂直紙面向外的勻強磁場，磁感強度為B．導軌右邊與電路連接．電路中的三個定值電阻阻值分別為2R、R和R．在BD間接有一水平放置的電容為C的平行板電容器，板間距離為d，電容器中質(zhì)量為m的帶電微粒電量為q。

(1)當ab以速度v0勻速向左運動時，帶電微粒恰好靜止．試判斷微粒的帶電性質(zhì)和電容器的電量Q

(2)ab棒由靜止開始，以恒定的加速度a向左運動．求帶電微粒q所受合力恰好為0的時間t．（設帶電微粒始終未與極板接觸．）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】空間同一直線上A、B、C、D處分別固定放置點電荷q1、q2、q3、q4，已知q1、q4帶等量正電荷, q2、q3帶等量負電荷,四點電荷在AD中垂線P點場強E=0。AP、BP與直線AD夾角分別為30°、45°,BO=OC,PO=OP’,將電荷Q先從P點移到O點、再從O點移到P’點,電場力做功分別為W1、W2,則q1與q2電荷量的比值、W1與W2的關(guān)系正確的是

A. 電荷量之比為, W1=-W2

B. 電荷量之比為, W1=W2

C. 電荷量之比為2, W1=-W2

D. 電荷量之比為2, W1=W2

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】一個質(zhì)量的物體受五個力的作用處于平衡狀態(tài)。當其中一個的作用力突然消失，其余四個力保持不變。經(jīng)過時間后，下列說法正確的是　　

A. 物體一定做勻加速直線運動

B. 物體的速度一定是

C. 物體速度的變化量一定等于

D. 物體的動能一定增加了100J

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】三個同學根據(jù)不同的實驗條件，進行了探究平拋運動規(guī)律的實驗：

(1)甲同學采用如圖甲所示的裝置．用小錘擊打彈性金屬片，金屬片把A球沿水平方向彈出，同時B球被松開自由下落，觀察到兩球同時落地，改變小錘打擊的力度，即改變A球被彈出時的速度，兩球仍然同時落地，這說明 _______________________________ ．

(2)乙同學采用如圖乙所示的裝置．兩個相同的弧形軌道M、N，分別用于發(fā)射小鐵球P、Q，其中N的末端可看作與光滑的水平板相切（水平板足夠長），兩軌道上端分別裝有電磁鐵C、D；調(diào)節(jié)電磁鐵C、D的高度使AC＝BD，從而保證小鐵球P、Q在軌道出口處的水平初速度v0相等．現(xiàn)將小鐵球P、Q分別吸在電磁鐵C、D上，然后切斷電源，使兩小球能以相同的初速度v0同時分別從軌道M、N的末端射出．實驗可觀察到的現(xiàn)象是_____________________________________ ．

僅僅改變弧形軌道M的高度，重復上述實驗，仍能觀察到相同的現(xiàn)象．

(3)丙同學采用頻閃攝影的方法拍攝到如圖丙所示的小球做平拋運動的照片，圖中每個小方格的邊長為L＝2.5 cm，則由圖可求得該小球做平拋運動的初速度大小為________ m/s.(保留2位有效數(shù)字，g取10m/s2)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，沿東西方向站立的兩同學（左西右東)做“搖繩發(fā)電”實驗：把一條長導線的兩端連在一個靈敏電流計（零刻度在表盤中央）的兩個接線柱上，形成閉合回路，然后迅速搖動MN這段“繩”。假設圖M中情景發(fā)生在赤道，則下列說法正確的是

A. 當“繩”搖到最高點時，“繩”中電流最大

B. 當“繩”搖到最低點時，“繩”受到的安培力最大

C. 當“繩”向下運動時，N點電勢比M點電勢高

D. 搖“繩”過程中，靈敏電流計指針的偏轉(zhuǎn)方向不變

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】一只量程為15V的電壓表，串聯(lián)一個3kΩ的電阻后，再去測量實際電壓為15V的路端電壓時，電壓表示數(shù)為12V，那么這只電壓表的內(nèi)阻是_____kΩ．用這串聯(lián)著3kΩ電阻的電壓表測量某段電路兩端電壓時，如果電壓表的示數(shù)為4V，則這段電路的電壓實際為_____V．

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