【題目】由某種能導(dǎo)電的材料做成正方體物塊ABCD-EFGH，質(zhì)量為m，邊長(zhǎng)為l，如圖所示，物塊放在絕緣水平面上，空間存在垂直水平面向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。已知材料電阻可忽略不計(jì)，與水平面的動(dòng)摩擦因數(shù)為（），重力加速度為g。

(1)如果固定物塊，垂直ABCD表面向里給物塊通以恒定電流I，已知電流的微觀表達(dá)式I=neSv（n為該材料單位體積的自由電子數(shù)，e為電子電荷量大小，S為垂直電流的導(dǎo)體橫截面積，v為電子定向移動(dòng)的速率），物塊某兩個(gè)正對(duì)表面會(huì)產(chǎn)生電勢(shì)差，請(qǐng)指出這兩個(gè)正對(duì)表面及其電勢(shì)高低的情況，并求出兩表面間的電壓；

(2)如果垂直表面BCGF向左施加大小為mg的恒力，物塊將在水平面由靜止開始向左運(yùn)動(dòng)。已知該材料介電常數(shù)為，其任意兩正對(duì)表面可視作平行板電容器，電容，其中S為正對(duì)面積，d為兩表面間距。求：

①當(dāng)物塊速度為v時(shí)物塊某兩個(gè)表面所帶電荷量大小Q，并指出帶電荷的兩個(gè)表面及其電性；

②任一時(shí)刻速度v與時(shí)間t的關(guān)系。

【答案】(1) ，見解析；(2)①，見解析；②。

【解析】

本題考查安培定則和電磁感應(yīng)定律，結(jié)合運(yùn)動(dòng)進(jìn)行分析。

(1)自由電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，受到洛倫茲力，根據(jù)安培左手定則，洛倫茲力向左。當(dāng)電流穩(wěn)定時(shí)，對(duì)載流子受力分析

故電場(chǎng)力向右。由于金屬導(dǎo)體載流子為電子帶負(fù)電，故場(chǎng)強(qiáng)方向向左，可得面ADHE和面BCGF之間存在電勢(shì)差，且面ADHE電勢(shì)較低。其電勢(shì)差為

根據(jù)電流微觀表達(dá)式，自由電子速度

則電勢(shì)差為

(2)①物塊向左運(yùn)動(dòng)，對(duì)自由電子受力分析，洛倫茲力垂直紙面向里，電場(chǎng)力垂直紙面向外，故場(chǎng)強(qiáng)垂直紙面向里，面ABCD帶正電，面EFGH帶負(fù)電。

②對(duì)物體本身受力分析

物體從靜止開始做勻加速運(yùn)動(dòng)

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，真空中有一等邊三角形ABC，在三角形頂點(diǎn)A、B點(diǎn)處各固定一正電荷，另一頂點(diǎn)C處固定一負(fù)電荷，且三個(gè)電荷所帶的電荷量均相等，其中a、b、c為等邊角形三邊的中點(diǎn)，d為三角形的中心。則下列說法正確的是（　　）

A.b、c兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度相同

B.中心d點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度為零

C.將電子從b處移到c處電場(chǎng)力不做功

D.將電子從b處移到a處電場(chǎng)力不做功

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在如圖所示的四種電場(chǎng)中，分別標(biāo)記有a、b兩點(diǎn)．下列說法正確的是(　　)

A.甲圖中與點(diǎn)電荷等距的a、b兩點(diǎn)電勢(shì)相等

B.乙圖中兩等量異種電荷連線的中垂線上與連線等距的a、b兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)和電勢(shì)都相等

C.丙圖中兩等量同種電荷連線的中垂線上與連線等距的a、b電勢(shì)和場(chǎng)強(qiáng)都相等

D.丁圖中勻強(qiáng)電場(chǎng)中的a、b兩點(diǎn)電勢(shì)和場(chǎng)強(qiáng)都相等

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示,一輕質(zhì)彈簧一端系在墻上的O點(diǎn),自由伸長(zhǎng)到B點(diǎn).今用一小物體m把彈簧壓縮到A點(diǎn),然后釋放,小物體能運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)靜止,物體與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)恒定,試判斷下列說法中不正確的是

A.物體從A到B速度越來越大,從B到C速度越來越小

B.物體從A到B速度越來越小,從B到C加速度不變

C.物體從A到B先加速后減速,從B到C一直減速運(yùn)動(dòng)

D.物體在B點(diǎn)受到的合外力為零

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，傳送帶與地面夾角θ＝37°，從A到B長(zhǎng)度為L＝41m，傳送帶v0＝20 m/s的速率逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。在傳送帶上端A無初速地放一個(gè)質(zhì)量為m＝0.5kg的黑色煤塊，它與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ＝0.5。煤塊在傳送帶上經(jīng)過會(huì)留下黑色痕跡。已知sin37°＝0.6，g＝10 m/s2，求：

(1)煤塊從A到B的時(shí)間；

(2)煤塊從A到B的過程中傳送帶上形成痕跡的長(zhǎng)度。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，定值電阻R1=10Ω，R2=5Ω，可變電阻R0的最大阻值為3Ω，電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻均不變。閉合電鍵S，滑片P從a端緩慢移動(dòng)到b端，下列推理正確的是（　�。�

A.由外電阻增大，可以推得電源端壓增大

B.由R1支路電阻增大，可以推得電路總電阻增大

C.由外電阻減小，可以推得電源輸出功率減小

D.由電源端壓減小，可以推得電流表示數(shù)增大

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，放在斜面體上的物塊A和斜面體B一起在光滑水平面上向右作勻速直線運(yùn)動(dòng)。關(guān)于物塊A和斜面B的受力情況的分析正確是（　�。�

A. 物塊A對(duì)斜面體B的摩擦力沿斜面向上

B. 斜面體B對(duì)A的支持力方向豎直向上

C. 物塊A受到4個(gè)力的作用

D. 斜面體B受到A的作用力的合力在豎直方向上

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖為“驗(yàn)證動(dòng)能定理”的實(shí)驗(yàn)裝置．鉤碼質(zhì)量為m，小車和砝碼的總質(zhì)量M＝300g．實(shí)驗(yàn)中用鉤碼重力的大小作為細(xì)繩對(duì)小車?yán)Φ拇笮。畬?shí)驗(yàn)主要過程如下：

①安裝實(shí)驗(yàn)裝置；

②分析打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶，求出小車的速度；

③計(jì)算小車的動(dòng)能增量和對(duì)應(yīng)細(xì)繩拉力做的功，判斷兩者是否相等．

(1)以下關(guān)于該實(shí)驗(yàn)的說法中正確的是________．

A．調(diào)整滑輪高度使細(xì)繩與木板平行

B．為消除阻力的影響，應(yīng)使木板右端適當(dāng)傾斜

C．在質(zhì)量為10g、50g、80g的三種鉤碼中，挑選質(zhì)量為80g的鉤碼掛在掛鉤P上最為合理

D．先釋放小車，然后接通電源，打出一條紙帶

(2)在多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)得到的紙帶中選擇點(diǎn)跡清晰的一條．測(cè)量如圖，打點(diǎn)周期為T，當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹?/span>g.用題中的有關(guān)字母寫出驗(yàn)證動(dòng)能定理的表達(dá)式________．

(3)寫出兩條引起實(shí)驗(yàn)誤差的原因________________________；________________________.

【答案】 AB 長(zhǎng)度測(cè)量的誤差 用mg代替繩子的拉力

【解析】解決實(shí)驗(yàn)問題首先要掌握該實(shí)驗(yàn)原理，了解實(shí)驗(yàn)的操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項(xiàng)，了解平衡摩擦力的方法；由勻變速運(yùn)動(dòng)的推論求出滑塊的瞬時(shí)速度，代入動(dòng)能定理表達(dá)式即可正確解題。

(1)小車運(yùn)動(dòng)中受到重力、支持力、繩的拉力、摩擦力四個(gè)力的作用．首先若要使小車受到合力等于繩上的拉力，必須保證：摩擦力被平衡、繩的拉力平行于接觸面，故A、B正確；在保證鉤碼重力等于細(xì)繩上的拉力及上述前提下對(duì)小車有：，對(duì)鉤碼：，解之有，可見只有當(dāng)時(shí)才有 ，故應(yīng)選用10g的鉤碼最為合理，C錯(cuò)誤．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的使用要求是先接通電源，待其工作穩(wěn)定后再釋放小車，D錯(cuò)誤．

(2)由題圖知、，故動(dòng)能變化量為，合力所做功，故需驗(yàn)證的式子為

(3)從產(chǎn)生的偶然誤差考慮有長(zhǎng)度測(cè)量的誤差；從系統(tǒng)誤差產(chǎn)生的角度考慮有用mg代替繩子的拉力、電源頻率不穩(wěn)定、摩擦力未完全被平衡等引起的誤差(答案合理皆可)．

【題型】實(shí)驗(yàn)題
【結(jié)束】
90

【題目】某探究小組要盡可能精確地測(cè)量電流表○A1 的滿偏電流，可供選用的器材如下：

A.待測(cè)電流表A1 (滿偏電流Imax約為800 μA、內(nèi)阻r1約為100Ω，表盤刻度均勻、總格數(shù)為N)

B.電流表A2 (量程為0.6 A、內(nèi)阻r2＝0.1Ω)

C.電壓表V (量程為3V、內(nèi)阻RV＝3kΩ)

D.滑動(dòng)變阻器R(最大阻值為20 Ω)

E.電源E(電動(dòng)勢(shì)有3V、內(nèi)阻r約為1.5Ω)

F.開關(guān)S一個(gè)，導(dǎo)線若干

(1)該小組設(shè)計(jì)了圖甲、圖乙兩個(gè)電路圖，其中合理的是________(選填“圖甲”或“圖乙”)．

(2)所選合理電路中虛線圈處應(yīng)接入電表________(選填“B”或“C”)．

(3)在開關(guān)S閉合前，應(yīng)把滑動(dòng)變阻器的滑片P置于________端(選填“a”或“b”)．

(4)在實(shí)驗(yàn)中，若所選電表的讀數(shù)為Z，電流表A1的指針偏轉(zhuǎn)了n格，則可算出待測(cè)電流表A1的偏電流Imax＝________.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】實(shí)驗(yàn)室提供下列器材來測(cè)靈敏電流計(jì)G的內(nèi)阻Rg，要求測(cè)量時(shí)電表讀數(shù)不得小于其量程的，且能多次測(cè)量，誤差盡可能�。�

A、待測(cè)電流計(jì)G（量程1mA，內(nèi)阻Rg約為150Ω）

B、電流表A（量程10mA，內(nèi)阻RA約為30Ω）

C、定值電阻R各1個(gè)（阻值分別為15Ω和150Ω）

D、滑動(dòng)變阻器R1，最大阻值為10Ω

E.電源電動(dòng)勢(shì)E=3V（內(nèi)阻很�。�

F.開關(guān)S及導(dǎo)線若干。

（1）根據(jù)上述器材完成此實(shí)驗(yàn)，要滿足實(shí)驗(yàn)要求，定值電阻應(yīng)選___Ω；

（2）請(qǐng)你根據(jù)電路圖甲在圖乙中進(jìn)行實(shí)物連線；

（____________）

（3）在實(shí)驗(yàn)時(shí)，用電流計(jì)G的讀數(shù)I1，電流表A的讀數(shù)I2和已選定值電阻R來表示電流計(jì)G的內(nèi)阻Rg=_____；

（4）若已測(cè)出此靈敏電流計(jì)G準(zhǔn)確內(nèi)阻Rg=150Ω，要求另外用兩個(gè)不同阻值的定值電阻和若干導(dǎo)線，將此電流計(jì)G改裝成量程分別為3V和3mA的兩用電表。如圖丙所示的電流計(jì)表盤上有三個(gè)接線柱，請(qǐng)?jiān)诮泳�柱之間連線畫出內(nèi)部改裝電路圖。其中兩個(gè)另選電阻的阻值分別為___Ω，___Ω。

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