【題目】如圖甲所示，兩根平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ固定在傾角為θ的絕緣斜面上，頂部接有一阻值為R的定值電阻，下端開口，軌道間距為L，圖甲中虛線所示邊長為L的正方形區(qū)域內(nèi)存在垂直斜面向上的勻強(qiáng)磁場，磁場與導(dǎo)軌重合的兩邊界的中點(diǎn)分別為a、b，在t＝0時刻將質(zhì)量為m的金屬棒無初速度放置于導(dǎo)軌上與ab連線重合的位置（電路中除電阻R外其余部分電阻不計，金屬棒沿導(dǎo)軌運(yùn)動時始終垂直于導(dǎo)軌，且與導(dǎo)軌接觸良好，不計空氣阻力，設(shè)在以下討論的過程中金屬棒始終在磁場區(qū)域內(nèi)），請分別針對下列兩種情況求解：

（1）若導(dǎo)軌光滑，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間t變化的圖象如圖乙所示，求金屬棒中電流的方向和金屬棒在磁場中運(yùn)動的最大速度；

（2）若金屬棒與導(dǎo)軌間動摩擦因數(shù)為，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間t變化的圖象如圖丙所示，求t＝0時刻穿過回路MPba的磁通量和金屬棒開始運(yùn)動時刻的磁感應(yīng)強(qiáng)度B。

【答案】（1）電流方向從b指向a，

（2）

【解析】（1）當(dāng)導(dǎo)軌光滑時，金屬棒將沿導(dǎo)軌下滑，由右手定則可判斷出電流方向從b指向a
當(dāng)安培力等于重力向下的分力時，即：mgsinθ=F安=時達(dá)到最大速度vm，
整理得：
（2）由于金屬棒與導(dǎo)軌間動摩擦因數(shù)＞tanθ，所以如果沒有外加磁場時金屬棒在重力、支持力、摩擦力的作用下滿足：
mgsinθ＞μmgcosθ，將靜止于導(dǎo)軌上．
t=0時刻，B=B0，穿過回路MPba的磁通量：Φ=BS=

由法拉第電磁感應(yīng)定律得：E＝
通過回路的電流 ①
金屬棒受到的安培力方向沿斜面向上，大小為：F安=BIL ②
磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間增大時，安培力隨之增大，在這個過程中靜摩擦力的方向先是沿斜面向上逐漸減小到零再反向增大到最大值，這個過程中金屬棒都保持靜止．
因此，當(dāng)滿足：F安=mgsinθ+μmgcosθ ③時，金屬棒開始運(yùn)動
將①②③式聯(lián)立，解得金屬棒開始運(yùn)動時的磁感應(yīng)強(qiáng)度：

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】MN為水平放置的光屏，在其正下方有一半圓柱玻璃磚，玻璃磚的平面部分ab與光屏平行且過圓心O，平面ab與屏間距離為d=0.2m，整個裝置的豎直截面如圖所示，在O點(diǎn)正下方有一光源S，發(fā)出的一束單色光沿半徑射入玻璃磚，通過圓心O再射到屏上．現(xiàn)使玻璃磚在豎直面內(nèi)以O點(diǎn)為圓心沿逆時針方向以角速度緩慢轉(zhuǎn)動，在光屏上出現(xiàn)了移動的光斑．已知單色光在這種玻璃中的折射率為，求：

①當(dāng)玻璃磚由圖示位置轉(zhuǎn)動多長時間屏上光斑剛好徹底消失；

②玻璃磚由圖示位置轉(zhuǎn)到光斑剛好徹底消失的過程中，光斑在屏上移動的距離s．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】(1)某同學(xué)用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置做“用雙縫干涉測光的波長”的實(shí)驗(yàn)，他用帶有游標(biāo)尺的測量頭測量相鄰兩條亮條紋間的距離，轉(zhuǎn)動測量頭的手輪，使分劃板的中心刻線對齊某一條亮條紋（將這一條紋確定為第一亮條紋）的中心，此時游標(biāo)尺上的示數(shù)x1＝1.15mm；轉(zhuǎn)動測量頭的手輪，使分劃板的中心刻線對齊第六亮條紋的中心，此時游標(biāo)尺上的示數(shù)x2＝8.95mm，雙縫間的距離d＝0.20mm，雙縫到屏的距離L＝60cm，實(shí)驗(yàn)中計算波長的表達(dá)式λ＝_________（用x1、x2、d、L表示）。根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可計算得出光的波長λ＝_________m。實(shí)驗(yàn)時如果將綠色濾光片換為紅色濾光片，在毛玻璃屏上觀察到的相鄰亮條紋間距將_________（填“不變”、“變大”或“變小”）。

(2)某同學(xué)用大頭針、三角板、量角器等器材測半圓形玻璃磚的折射率。開始玻璃磚的位置如圖中實(shí)線所示，大頭針P1、P2與圓心O在同一直線上，且該直線垂直于玻璃磚的直徑邊。在玻璃磚的直徑邊一側(cè)觀察，發(fā)現(xiàn)P2的像擋住P1的像�，F(xiàn)在使玻璃磚繞圓心O緩慢轉(zhuǎn)動，繼續(xù)在直徑邊一側(cè)觀察，發(fā)現(xiàn)當(dāng)玻璃磚轉(zhuǎn)到圖中虛線位置時，在該側(cè)就再也無法觀察到P1和P2的像。此時只須測量出_________，即可計算出玻璃磚的折射率n，請用你的測量量表示出折射率n＝_________。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在地面上以速度v0拋出質(zhì)量為m的物體，拋出后物體落到比地面低h的海平面上．若以地面為零勢能面，不計空氣阻力，則下列說法中正確的是 (　　)

A. 物體上升到最高點(diǎn)時的重力勢能為

B. 物體落到海平面時的重力勢能為－mgh

C. 物體在海平面上的動能為－mgh

D. 物體在海平面上的機(jī)械能為

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖為中國月球探測工程的想象標(biāo)志，它以中國書法的筆觸，勻勒出一輪明月和一雙踏在某上的腳印，象征著月球探測的終極夢想．一位勤于思考的同學(xué)，為探月宇航員設(shè)計了如下實(shí)驗(yàn)：在距月球表面高h(yuǎn)處以初速度v0水平拋出一個物體，然后測量該平拋物體的水平位移為x．通過查閱資料知道月球的半徑為R，引力常量為G，若物體只受月球引力的作用，請你求出：

（1）月球表面的重力加速度；

（2）月球的質(zhì)量；

（3）環(huán)繞月球表面的宇宙飛船的速率是多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】水平固定放置的足夠長的U形金屬導(dǎo)軌處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，在導(dǎo)軌上放著金屬棒ab，開始時ab棒以水平初速度v0向右運(yùn)動，最后靜止在導(dǎo)軌上，就導(dǎo)軌光滑和粗糙兩種情況比較，這個過程(　　)

A. 電流所做的功相等

B. 通過ab棒的電量相等

C. 產(chǎn)生的總熱能相等

D. 安培力對ab棒所做的功不相等

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為50:1，原線圈接交流電源和交流電壓表，副線圈通過電阻值為R的導(dǎo)線與熱水器、抽油煙機(jī)連接。已知副線圈兩端的電壓與時間關(guān)系如圖乙所示，下列說法正確的是

A. 熱水器上交流電的頻率為50Hz

B. 電壓表示數(shù)為1100V

C. 閉合開關(guān)S接通抽油煙機(jī)，電阻值為R的導(dǎo)線發(fā)熱功率將減小

D. 閉合開關(guān)S接通抽油煙機(jī)，變壓器原線圈的輸入功率將增大

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，在M、N處固定兩個等量同種點(diǎn)電荷，兩電荷均帶正電。O點(diǎn)是MN連線的中點(diǎn)，直線PQ是MN的中垂線�，F(xiàn)有一帶正電的試探電荷q自O點(diǎn)以大小是v0的初速度沿直線向Q點(diǎn)運(yùn)動。若試探電荷q只受M、N處兩電荷的電場力作用，則下列說法正確的是

A. q將做勻速直線運(yùn)動

B. q的加速度將逐漸減小

C. q的動能將逐漸減小

D. q的電勢能將逐漸減小

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】一升降機(jī)箱底部裝有若干個彈簧，設(shè)在某次事故中，升降機(jī)吊索在空中斷裂，忽略摩擦和空氣阻力影響，則升降機(jī)在從彈簧下端觸地直到最低點(diǎn)的一段運(yùn)動過程中 (　　)

A. 升降機(jī)的速度不斷減小

B. 升降機(jī)的加速度不斷變大

C. 先是彈力做的負(fù)功大于重力做的正功，然后是彈力做的負(fù)功小于重力做的正功

D. 先是彈力做的負(fù)功小于重力做的正功，然后是彈力做的負(fù)功大于重力做的正功

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