12.如圖所示,兩根豎直放置的足夠長的光滑平行金屬導軌間距l(xiāng)=0.50m,導軌上端接有電阻R=0.80Ω,導軌電阻忽略不計.導軌下部的勻強磁場區(qū)有虛線所示的水平上邊界,磁感應強度B=0.40T,方向垂直于金屬導軌平面向外.質量m=0.05kg,電阻r=0.20Ω的金屬桿MN,從靜止開始沿著金屬導軌下落,下落一定高度后以v=2.5m/s的速度進入勻強磁場中,金屬桿下落過程中始終與導軌垂直且接觸良好.已知重力加速度g=10m/s2,不計空氣阻力.
(1)求金屬桿剛進入磁場時,M、N兩端的電壓;
(2)求金屬桿在磁場中下落的最大速度.

分析 (1)由E=BLv求出感應電動勢,由歐姆定律求出M、N兩端的電壓;
(2)當金屬棒勻速運動時速度最大,應用安培力公式與平衡條件可以求出最大速度.

解答 (1)設金屬桿剛進入磁場時,產(chǎn)生的感應電動勢為E,有:
E=BlV=0.40×0.50×2.5=0.5V,
電路電流為:I=$\frac{E}{R+r}$=$\frac{0.5}{0.8+0.2}$=0.5A,
MN兩端的電壓為:U=IR=0.5×0.8=0.4V;
(2)當金屬桿勻速運動時速度最大,安培力為:
F=BIl=$\frac{{B}^{2}{l}^{2}v}{R+r}$,
由平衡條件得:$\frac{{B}^{2}{l}^{2}v}{R+r}$=mg,
解得最大速度為:v=$\frac{mg(R+r)}{{B}^{2}{l}^{2}}$=$\frac{0.05×10×(0.8+0.2)}{0.{4}^{2}×0.{5}^{2}}$=12.5m/s;
答:(1)金屬桿剛進入磁場時,M、N兩端的電壓為0.4V;
(2)金屬桿在磁場中下落的最大速度為12.5m/s.

點評 分析清楚金屬桿的運動過程是正確解題的關鍵,應用E=BLv、歐姆定律、安培力公式與平衡條件可以解題.

練習冊系列答案
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2.光電效應實驗中,下列表述正確的是( 。
A.光照時間越長光電流越大
B.入射光足夠強就可以有光電流
C.光電子的最大初動能與入射光的頻率有關
D.入射光頻率大于極限頻率才能產(chǎn)生光電子

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3.一矩形線圈,繞垂直于勻強磁場并位于線圈平面內的固定軸轉動,線圈中產(chǎn)生的交變電流i隨時間t的變化如圖,則說法正確的是(  )
A.電流i時間t的變化變化關系為i=10$\sqrt{2}$cos10πt
B.t=0.05s時刻通過線圈的磁通量最小
C.t=0.15s時刻通過線圈的磁通量的變化率最大
D.1s內電流方向改變10次

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20.要測繪額定電壓為2V的日常用小電珠的伏安特性曲線,所供選擇的器材除了導線和開關外,還有以下一些器材可供選擇:
A、電源E(電動勢3.0V,內阻可不計)
B、電壓表V1(量程為0~3.0V,內阻約2kΩ)
C、電壓表V2 (0~15.0V,內阻約6kΩ
D、電流表A1(0~0.6A,內阻約1Ω)
E、電流表A2 (0~100mA,內阻約2Ω)
F、滑動變阻器R1(最大值10Ω)
G、滑動變阻器R2(最大值2kΩ)
(1)為減少實驗誤差,實驗中電壓表應選擇B,電流表應選擇D,滑動變阻器應選擇F(填各器材的序號)
(2)為提高實驗精度,請你在如圖1中設計實驗電路圖,并畫在如圖2的虛線框中.

(3)實驗中測得一組數(shù)據(jù)如下表所示,根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)在方格紙上作出該電珠的伏安特性曲線.
I/A00.120.210.290.340.380.420.450.470.490.50
U/A00.200.400.600.801.001.201.401.601.802.00
(4)該小電珠的額定功率是1W.
(5)由圖象可知,小電珠電阻的變化特點是燈泡電阻隨電壓的增大而增大.

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

7.物體做勻變速直線運動,某時刻速度的大小為6m/s,1s后速度的大小變?yōu)?0m/s,關于該物體在這1s內的位移和加速度大小,下列說法正確的是(  )
①位移的大小可能小于6m       
②位移的大小可能大于10m
③加速度的大小可能小于4m/s2
④加速度的大小可能大于10m/s2
A.②④B.①④C.②③D.①③

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17.關于物體的平拋運動,下列說法正確的是(  )
A.由于物體的速度方向不斷變化,因此平拋運動不是勻變速運動
B.由于物體受力的大小和方向不變,因此平拋運動是勻變速運動
C.物體運動時間只由拋出時的高度決定,與初速度無關
D.平拋運動的水平距離由初速度決定,與拋出時的高度無關

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1.如圖是一高山滑雪運動場中的滑道,BD附近是很小的一段曲道,可認為是半徑均為R=40m的兩圓滑連接的圓形滑道,B點和D點是兩圓弧的最高點和最低點,圓弧長度遠小于斜面AD及BC長度,從A到D點不考慮摩擦力的作用.一個質量m=60kg的高山滑雪運動員,從A點由靜止開始沿滑道滑下,從B點水平拋出時剛好對B點沒有壓力,已知AB兩點間的高度差為h=25m,滑道的傾角θ=37°,sin37°=0.6,cos37°=0.8,取g=10m/s2.求:
(1)運動員在B點時的速度.
(2)運動員在BC斜面的落點C到B點的距離(B點可認為是斜面上的最高點).
(3)若BD之間的高度差可忽略不計,求運動員在D點對軌道的壓力.

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2.如圖所示,車廂中的彈簧處于拉伸狀態(tài),車廂地板上的木塊和車廂都處于靜止狀態(tài).現(xiàn)使車廂向右加速運動,木塊仍相對車廂靜止,此時木塊受到的摩擦力的大。ā 。
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