【題目】如圖甲所示，相距為L的光滑平行金屬導(dǎo)軌水平放置，導(dǎo)軌一部分處在以為右邊界的勻強磁場中，勻強磁場的磁感應(yīng)強度大小為B，方向垂直導(dǎo)軌平面向下，導(dǎo)軌右側(cè)接有定值電阻R，導(dǎo)軌電阻忽略不計。在距邊界左側(cè)L處垂直導(dǎo)軌放置一質(zhì)量為m、電阻r的金屬桿ab。

(1)若ab桿在恒力作用下由靜止開始向右運動3L距離，其v-x的關(guān)系圖象如圖乙所示（圖中所示量為已知量且均為國際單位），求此過程中電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱及ab桿在剛要離開磁場時的加速度a。

(2)若ab桿固定在導(dǎo)軌上的初始位置，使勻強磁場保持大小不變，繞OO′軸勻速轉(zhuǎn)動。若磁場方向由圖示位置開始轉(zhuǎn)過的過程中，電路中產(chǎn)生的焦耳熱為Q，則磁場轉(zhuǎn)動的角速度大小是多少？

【答案】(1)；；(2)

【解析】

(1)桿離起始位置的位移從到的過程中，由動能定理可得

桿在磁場中由起始位置發(fā)生位移的過程，根據(jù)功能關(guān)系，恒力做的功等于桿增加的動能與回路產(chǎn)生的焦耳熱之和，則有

聯(lián)立解得

上產(chǎn)生熱量為

桿剛要離開磁場時，水平方向上受安培力和恒力作用，其中安培力為

由牛頓第二定律可得

解得

(2)磁場旋轉(zhuǎn)時，可等效為矩形閉合電路在勻強磁場中反方向勻速轉(zhuǎn)動，所以閉合電路中產(chǎn)生正弦式電流，感應(yīng)電動勢的峰值為

有效值為

電路中產(chǎn)生的焦耳熱為

其中

聯(lián)立可得磁場轉(zhuǎn)動的角速度

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，水平面上固定不計電阻的光滑金屬導(dǎo)軌MN、PQ，間距L=0.5m。兩金屬棒ab、cd垂直導(dǎo)軌放置，與導(dǎo)軌接觸良好，兩棒的質(zhì)量均為m=0.1kg，cd棒電阻R=3Ω，ab棒電阻r=1Ω，兩棒與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)均為0.5，且最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。整個裝置處于磁感應(yīng)強度B=2.0T、方向豎直向下的勻強磁場中。棒ab在水平向右的恒力F作用下由靜止開始運動，當ab棒運動位移x=1m時達到最大速度，此時cd棒剛好開始運動，求：

(1)ab棒由靜止到最大速度的過程中通過ab棒的電荷量q；

(2)恒力F的大�。�

(3)ab棒由靜止到最大速度的過程中回路產(chǎn)生的焦耳熱Q。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某種深海生物體內(nèi)長有類似氣泡的組織，泡內(nèi)氣體可近似看作理想氣體，每個氣泡體積一定，該生物處于8000m深處。已知大氣壓強p0=1.0×105Pa，海水的密度=1.025×103kg/m3，取g=10m/s2，T=t+273K。(計算結(jié)果保留3位有效數(shù)字)

(1)該生物體氣泡組織承受的壓強有多大?(不計自身產(chǎn)生的附加壓強)

(2)如果讓它從水溫2℃的深海處上浮到十分接近27℃的水面時，為保證其存活，要求氣泡組織的體積不得超過原來的4倍。因此，可將它存放在可以加大壓強的密封海水容器中，則該容器中的氣壓應(yīng)該為多大？

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】下列說法中正確的是________。

A.夏天時，灑過水的路面會出現(xiàn)彩色圖樣是光的衍射現(xiàn)象

B.X射線是原子內(nèi)層電子受到激發(fā)而產(chǎn)生的

C.當波源靠近觀察者時，觀察者接收的頻率比波源的頻率高

D.做受迫振動的物體，其振幅隨驅(qū)動力的頻率增大而增大

E.4G信號(1880-2635MHz)相對于5G信號(3300-5000MHz)更容易發(fā)生衍射現(xiàn)象

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】民航客機一般都有緊急出口，發(fā)生意外情況的飛機緊急著陸后，打開緊急出口，狹長的氣囊會自動充氣，形成一個連接出口與地面的斜面，人員可沿斜面滑行到地上，如圖甲所示，圖乙是其簡化模型.若緊急出口下沿距地面的高度h=3.0m，氣囊所構(gòu)成的斜面長度L=5.0m. 質(zhì)量m=60kg的某旅客從斜面頂端由靜止開始滑到斜面底端. 已知旅客與斜面間的動摩擦因數(shù)μ=0.5，不計空氣阻力及斜面的形變，旅客下滑過程中可視為質(zhì)點，取重力加速度g=10m/s2. 求：

（1）旅客沿斜面下滑時受到的摩擦力的大小和方向；

（2）旅客沿斜面下滑時的加速度大��；

（3）旅客滑到斜面底端時的速度大小.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，匝數(shù)n=100的矩形金屬線圈ABCD處于磁感應(yīng)強度大小B=水平勻強磁場中，線圈面積S=0.04m2，電阻r=2Ω。線圈繞垂直于磁場的軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動，通過滑環(huán)和電刷與一個阻值R=18Ω的小燈泡和一個理想二極管連接，小燈泡正常發(fā)光。下列說法正確的是（　�。�

A.線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的最大值為40V

B.線圈中電流的最大值為A

C.燈泡的額定電壓為V

D.燈泡的額定功率為W

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】圖中a、b為真空中豎直向上的電場線上的兩點，一帶電質(zhì)點在a點由靜止釋放，沿電場線向上運動，到b點恰好速度為零。下列說法中正確的是（）

A.帶電質(zhì)點在a、b兩點所受電場力都是豎直向上

B.a點的電勢比b點的電勢高

C.a點的電場強度比b點的電場強度大

D.帶電質(zhì)點在a點的電勢能比在b點的電勢能小

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲所示，兩條足夠長、電阻不計的平行導(dǎo)軌放在同一水平面內(nèi)，相距l=1m。磁感應(yīng)強度B=1T的范圍足夠大的勻強磁場垂直導(dǎo)軌平面向下。兩根質(zhì)量均為m=1kg、電阻均為r=0.5Ω的導(dǎo)體桿a、b與兩導(dǎo)軌垂直放置且接觸良好，開始兩桿均靜止。已知a桿與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)=0.15，b桿與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)=0.1，現(xiàn)對b桿加一與桿垂直且大小隨時間按圖乙規(guī)律變化的水平外力F，已知在t1時刻，a桿開始運動。假設(shè)最大靜摩擦力大小等于滑動摩擦力大小，重力加速度g=10m/s2則下列說法正確的是（　�。�

A.當a桿開始運動時，b桿的速度大小為1.6m/s

B.當a桿開始運動時，b桿的加速度為零

C.兩桿最終以不同的速度做勻速直線運動

D.在t1~t2時間內(nèi)。安培力對a、b桿做功的代數(shù)和的值等于系統(tǒng)產(chǎn)生的焦耳熱

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，理想變壓器原線圈兩端的電壓不變，電流表為理想電流表，副線圈上通過輸電線接有兩個相同的燈泡L1和L2，輸電線的等效電阻為R，開始時，開關(guān)S斷開。當S接通時，以下說法正確的是

A.副線圈兩端MN輸出電壓減小

B.副線圈輸電線等效電阻R上的電壓減小

C.通過燈泡L1的電流減小

D.原線圈中電流表的示數(shù)增大

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