【題目】如圖所示，光滑的定滑輪上繞有輕質(zhì)柔軟細(xì)線，線的一端系一質(zhì)量為2m的重物，另一端系一質(zhì)量為m、電阻為R的金屬桿。在豎直平面內(nèi)有間距為L的足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌PQ、EF，在QF之間連接有阻值也為R的電阻，其余電阻不計(jì)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0的勻強(qiáng)磁場(chǎng)與導(dǎo)軌平面垂直，開(kāi)始時(shí)金屬桿置于導(dǎo)軌下端QF處，將重物由靜止釋放，當(dāng)重物下降h時(shí)恰好達(dá)到穩(wěn)定速度而勻速下降。運(yùn)動(dòng)過(guò)程中金屬桿始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，不計(jì)一切摩擦和接觸電阻，重力加速度為g，求：

（1）重物勻速下降的速度v；

（2）重物從釋放到下降h的過(guò)程中，電阻R中產(chǎn)生的焦耳熱QR；

（3）將重物下降h時(shí)的時(shí)刻記作t=0，速度記為v0，若從t=0開(kāi)始磁感應(yīng)強(qiáng)度逐漸減小，且金屬桿中始終不產(chǎn)生感應(yīng)電流，試寫(xiě)出磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B隨時(shí)間t變化的關(guān)系。

【答案】（1） ；（2） ；（3）

【解析】（1）重物勻速下降時(shí)，設(shè)細(xì)線對(duì)金屬棒的拉力為T，金屬棒所受安培力為F，對(duì)金屬棒受力，

由平衡條件：

由安培力公式得：F=B0IL

由閉合電路歐姆定律得：

由法拉第電磁感應(yīng)定律得：E=B0Lv

對(duì)重物，由平衡條件得：T=2mg

由上述式子解得：

（2）設(shè)電路中產(chǎn)生的總焦耳熱為Q，則由系統(tǒng)功能原理得：

電阻R中產(chǎn)生的焦耳熱為QR，由串聯(lián)電路特點(diǎn)

所以

（3）金屬桿中恰好不產(chǎn)生感應(yīng)電流，即磁通量不變Φ0=Φt，所以

式中

由牛頓第二定律得：對(duì)系統(tǒng)

則磁感應(yīng)強(qiáng)度與時(shí)間t的關(guān)系為

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖，電路中定值電阻阻值R大于電源內(nèi)阻阻值r。將滑動(dòng)變阻器滑片向下滑動(dòng)，理想電壓表V1、V2、V3示數(shù)變化量的絕對(duì)值分別為ΔV1、ΔV2、ΔV3，理想電流表A示數(shù)變化量的絕對(duì)值為ΔI，則（ ）

A. A的示數(shù)增大

B. V2的示數(shù)增大

C. ΔV3與ΔI的比值大于r

D. ΔV1大于ΔV2

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，小明同學(xué)利用傳感器設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：如圖甲所示，將質(zhì)量為m、直徑為d的金屬小球在一定高度h由靜止釋放，小球正下方固定一臺(tái)紅外線計(jì)時(shí)器，能自動(dòng)記錄小球擋住紅外線的時(shí)間t，改變小球下落高度h，進(jìn)行多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)．此方案驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律方便快捷．

(1)用螺旋測(cè)微器測(cè)小球的直徑如圖乙所示，則小球的直徑d=_____mm；

(2)為直觀判斷小球下落過(guò)程中機(jī)械能是否守恒，應(yīng)作下列哪一個(gè)圖象______

A． 圖象 B． 圖象 C． 圖象 D. 圖象

(3)經(jīng)正確的實(shí)驗(yàn)操作，小明發(fā)現(xiàn)小球動(dòng)能增加量總是稍小于重力勢(shì)能減少量mgh，你認(rèn)為增加釋放高度h后，兩者的差值會(huì)____（填“增大”、“縮小”或“不變”）．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，、兩物體的質(zhì)量比，它們?cè)瓉?lái)靜止在平板車(chē)上，、間有一根被壓縮了的彈簧，、與平板車(chē)上表面間動(dòng)摩擦因數(shù)相同，地面光滑．當(dāng)彈簧突然釋放后，則有（ ）

A. 、系統(tǒng)動(dòng)量守恒

B. 、、系統(tǒng)動(dòng)量守恒

C. 小車(chē)向左運(yùn)動(dòng)

D. 小車(chē)向右運(yùn)動(dòng)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，電阻不計(jì)的兩光滑金屬導(dǎo)軌相距L放在水平絕緣桌面上，半徑為R的1/4圓弧部分處在豎直平面內(nèi)，水平直導(dǎo)軌部分處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，末端與桌面邊緣平齊。兩金屬棒ab、cd垂直于兩導(dǎo)軌且與導(dǎo)軌接觸良好。棒ab質(zhì)量為2m，電阻為r，棒cd的質(zhì)量為m，電阻為r。重力加速度為g。開(kāi)始棒cd靜止在水平直導(dǎo)軌上，棒ab從圓弧頂端無(wú)初速度釋放，進(jìn)入水平直導(dǎo)軌后與棒cd始終沒(méi)有接觸并一直向右運(yùn)動(dòng)，最后兩棒都離開(kāi)導(dǎo)軌落到地面上．棒ab與棒cd落地點(diǎn)到桌面邊緣的水平距離之比為3：1。求：

（1）棒ab和棒cd離開(kāi)導(dǎo)軌時(shí)的速度大�。�

（2）棒cd在水平導(dǎo)軌上的最大加速度；

（3）兩棒在導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，輕彈簧的一端固定在豎直墻上，一質(zhì)量為2m的光滑弧形槽靜止放在足夠長(zhǎng)的光滑水平面上，弧形槽底端與水平面相切，一質(zhì)量為m的小物塊從槽上高h處開(kāi)始下滑，重力加速度為g，下列說(shuō)法正確的是

A. 物體第一次滑到槽底端時(shí)，槽的動(dòng)能為

B. 物體第一次滑到槽底端時(shí)，槽的動(dòng)能為

C. 在壓縮彈簧的過(guò)程中，物塊和彈簧組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒

D. 物塊第一次被彈簧反彈后能追上槽，但不能回到槽上高h處

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】圖甲所示為氫原子的能級(jí)，圖乙為氫原子的光譜。已知譜線a是氫原子從n＝4的能級(jí)躍遷到n＝2能級(jí)時(shí)的輻射光，則譜線b可能是氫原子_____時(shí)的輻射光。（填選項(xiàng)前的字母）

A. 從n＝5的能級(jí)躍遷到n＝3的能級(jí)

B. 從n＝4的能級(jí)躍遷到n＝3的能級(jí)

C. 從n＝5的能級(jí)躍遷到n＝2的能級(jí)

D. 從n＝3的能級(jí)躍遷到n＝2的能級(jí)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，電子從燈絲K發(fā)出（初速度不計(jì)），在KA間經(jīng)加速電壓U1加速后，從A板中心小孔射出，進(jìn)入由M、N兩個(gè)水平極板構(gòu)成的偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，M、N兩板間的距離為d，電壓為U2，板長(zhǎng)為L，電子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的速度與電場(chǎng)方向垂直，射出時(shí)沒(méi)有與極板相碰．已知電子的質(zhì)量為m，電荷量為e，不計(jì)電子的重力及它們之間的相互作用力．求：

（1）電子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t；

（2）電子從偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)射出時(shí)沿垂直于板方向偏移的距離y．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，兩個(gè)圓心均在O點(diǎn)，半徑分別為R和的同心圓（OM、OQ分別為大圓的水平和豎直半徑），在兩圓間的環(huán)形區(qū)域內(nèi)充滿磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)（內(nèi)、外邊界上均有磁場(chǎng)），在小圓區(qū)域內(nèi)有電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E，方向與NP的夾角為30°斜向右下方的勻強(qiáng)電場(chǎng)，一帶正電的粒子從大圓最右側(cè)M點(diǎn)以豎直向上的速度沿磁場(chǎng)邊界進(jìn)入磁場(chǎng)，并恰好從內(nèi)圓的最高點(diǎn)N垂直于電場(chǎng)的方向進(jìn)入電場(chǎng)，最后從最低點(diǎn)P離開(kāi)電場(chǎng)，不計(jì)粒子重力

（1）求該粒子的比荷；

（2）要使該粒子不進(jìn)入電場(chǎng)并在磁場(chǎng)中做完整的圓周運(yùn)動(dòng)，求粒子從M點(diǎn)入射的速度大小應(yīng)滿足的條件；

（3）撤去電場(chǎng)，使小圓區(qū)域內(nèi)也充滿同樣的磁場(chǎng)，在大圓最低點(diǎn)Q使該粒子以不同方向的速度射入磁場(chǎng)，速度大小，求粒子離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)所有可能的出射方向。

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