【題目】如圖所示，兩根電阻不計(jì)的光滑金屬導(dǎo)軌豎直放置，相距為L,導(dǎo)軌上端接電阻R，寬度相同的水平條形區(qū)域Ⅰ和Ⅱ內(nèi)有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直導(dǎo)軌平面向里的勻強(qiáng)磁場，其寬度均為d，Ⅰ和Ⅱ之間相距為h且無磁場。一長度為L、質(zhì)量為m、電阻為r的導(dǎo)體棒，兩端套在導(dǎo)軌上，并與兩導(dǎo)軌始終保持良好的接觸，導(dǎo)體棒從距區(qū)域Ⅰ上邊界H處由靜止釋放，在穿過兩段磁場區(qū)域的過程中，流過電阻R上的電流及其變化情況相同，重力加速度為g。求：

（1）導(dǎo)體棒進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅰ的瞬間，通過電阻R的電流大小與方向。

（2）導(dǎo)體棒進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅰ的過程，電阻R上產(chǎn)生的熱量Q.

（3）求導(dǎo)體棒穿過區(qū)域Ⅰ所用的時間。

【答案】(1) ,方向向左； (2)

(3)

【解析】(1)設(shè)導(dǎo)體棒進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅰ瞬間的速度大小為V1,

根據(jù)動能定理：mgH=mV12 （1）

由法拉第電磁感應(yīng)定律：E=BLV （2）

由閉合電路的歐姆定律： （3）

由（1）（2）（3）得：

(2)由題意知，導(dǎo)體棒進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅱ的速度大小也為V1，

由能量守恒，得：Q總=mg(h+d)

電阻R上產(chǎn)生的熱量Q= mg(h+d)

(3) 設(shè)導(dǎo)體棒穿出區(qū)域Ⅰ瞬間的速度大小為V2，從穿出區(qū)域Ⅰ到進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅱ，

V12-V22=2gh,得：V2=

設(shè)導(dǎo)體棒進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅰ所用的時間為t，根據(jù)動量定理：

設(shè)向下為正方向：mgt-BLt=mV2-mV1

此過程通過整個回路的電量為：

得：

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】簡諧運(yùn)動的條件是“質(zhì)點(diǎn)所受回復(fù)力與它偏離平衡位置的位移成正比，方向總是指向平衡位置，即”。如圖，圓弧面上的小球（可看作質(zhì)點(diǎn)）左右振動，振動幅度較小。小方同學(xué)測得圓弧半徑R=1.2m，小球某次經(jīng)過圓弧最低點(diǎn)時開始計(jì)時，并數(shù)“1”，然后小球每經(jīng)過一次最低點(diǎn)就依次數(shù)“2、3、4...”，當(dāng)數(shù)到“31”時停止計(jì)時，發(fā)現(xiàn)用時33秒。

Ⅰ.請論證小球在振動幅度較小時，是簡諧運(yùn)動；

Ⅱ.根據(jù)題中條件，利用所學(xué)知識計(jì)算當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣龋?/span>取9.8，結(jié)果保留2位有效數(shù)字）。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某裝置如圖所示，兩根長度均為的輕桿OA、OB與小球以及一小滑塊通過鉸鏈連接，桿OA的A端與固定在豎直光滑桿上的鉸鏈相連。原長也為的輕質(zhì)彈簧一端固定在A點(diǎn)，另一端連接小滑塊，彈簧與小滑塊都套在該桿上，裝置靜止時，彈簧長為1.6，重力加速度為g，以下說法正確的是

A. 輕桿OA對小球的作用力方向與豎直桿的夾角為53°

B. 輕桿OB對小滑塊的作用力方向沿OB桿向下，大小為

C. 輕桿OA與OB對小球的作用力大小之比是

D. 彈簧的勁度系數(shù)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】一個物體所受的重力在下列哪些情形下要變大

A. 把它從赤道拿到兩極 B. 把它送到月球上去

C. 把它浸入水中 D. 將物體置于快速運(yùn)行的汽車?yán)?/span>

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】圖甲為一列簡諧橫波在某一時刻的波形圖，圖乙為介質(zhì)中一質(zhì)點(diǎn)P以此時刻為計(jì)時起點(diǎn)的振動圖像，則由圖可知________．

A. 質(zhì)點(diǎn)振動的周期T＝0.2 s

B. 波速v＝20 m/s

C. 因一個周期內(nèi)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動0.8 m，所以波長λ＝0.8 m

D. 從該時刻起經(jīng)過0.15 s，波沿x軸正方向傳播3 m

E. 從該時刻起經(jīng)過0.25 s時，質(zhì)點(diǎn)Q的加速度大于質(zhì)點(diǎn)P的加速度

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，半徑為R、圓心為O的大圓環(huán)固定在豎直平面內(nèi)，兩個輕質(zhì)小圓環(huán)固定在大圓環(huán)上豎直對稱軸的兩側(cè)θ=45°的位置上，一根輕質(zhì)長繩穿過兩個小圓環(huán)，它的兩端都系上質(zhì)量為m的重物，小圓環(huán)的大小、繩子與大、小圓環(huán)間的摩擦均可忽略．當(dāng)在兩個小圓環(huán)間繩子的中點(diǎn)C處，掛上一個質(zhì)量M的重物，M恰好在圓心處處于平衡．（重力加速度為g）求：

（1）M與m質(zhì)量之比．

（2）再將重物M托到繩子的水平中點(diǎn)C處，然后無初速釋放重物M，則重物M到達(dá)圓心處的速度是多大？

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，固定在水平面上的光滑斜面傾角為30°，質(zhì)量分別為M、m的兩個物體通過細(xì)繩及輕彈簧連接于光滑輕滑輪兩側(cè)，斜面底端有一與斜面垂直的擋板。開始時用手按住物體M，此時M距離擋板的距離為s，滑輪兩邊的細(xì)繩恰好伸直，且彈簧處于原長狀態(tài)。已知M = 2m，空氣阻力不計(jì)。松開手后，關(guān)于二者的運(yùn)動下列說法中正確的是

A. M和m組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒

B. 當(dāng)M的速度最大時，m與地面間的作用力為零

C. 若M恰好能到達(dá)擋板處，則此時m的速度為零

D. 若M恰好能到達(dá)擋板處，則此過程中重力對M做的功等于物體m的機(jī)械能增加量

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，一個有界勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁場方向垂直紙面向外．一個矩形閉合導(dǎo)線框abcd，沿紙面由位置1(左)勻速運(yùn)動到位置2(右)．則g

A. 導(dǎo)線框進(jìn)入磁場時，感應(yīng)電流方向?yàn)閍→b→c→d→a

B. 導(dǎo)線框離開磁場時，感應(yīng)電流方向?yàn)閍→d→c→b→a

C. 導(dǎo)線框離開磁場時，受到的安培力方向水平向左

D. 導(dǎo)線框進(jìn)入磁場時，受到的安培力方向水平向右

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】（14分）如圖所示，x軸上M點(diǎn)和N點(diǎn)的坐標(biāo)分別是(0.5 m，0)、(2 m，0)，虛線MM′與y軸平行。在y軸和MM′之間加垂直紙面方向的勻強(qiáng)磁場，在N點(diǎn)固定一個正的點(diǎn)電荷�，F(xiàn)有一個質(zhì)量、電荷量的大小的粒子，從y軸上某點(diǎn)沿x軸的正方向以初速度進(jìn)入磁場，在第四象限里一直做勻速圓周運(yùn)動，最后從x軸上的Q點(diǎn)（沒畫出）射入第一象限，不計(jì)帶電粒子的重力，粒子在磁場中運(yùn)動時就不受在N點(diǎn)的固定點(diǎn)電荷影響。已知靜電力常量k=9×109 N·m2/C2。求：

（1）Q點(diǎn)的坐標(biāo)；

（2）勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向；

（3）帶電粒子從開始運(yùn)動到Q點(diǎn)的時間。

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