【題目】如圖所示,兩根足夠長的光滑直金屬導(dǎo)軌MNPQ平行放置在傾角為的絕緣斜面上,兩導(dǎo)軌間距為LM、P兩點(diǎn)間接有阻值為R的電阻。一根質(zhì)量為m的均勻直金屬桿ab放在兩導(dǎo)軌上,并與導(dǎo)軌垂直。整套裝置處于勻強(qiáng)磁場中,磁場方向垂直于斜面向上。導(dǎo)軌和金屬桿的電阻可忽略。讓金屬桿ab沿導(dǎo)軌由靜止開始下滑,經(jīng)過一段時間后,金屬桿達(dá)到最大速度vm。在這個過程中,電阻R上產(chǎn)生的熱量為Q。導(dǎo)軌和金屬桿接觸良好,重力加速度為g。求:

(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。

(2)金屬桿從靜止開始至達(dá)到最大速度的過程中桿下降的高度。

【答案】(1);(2)

【解析】

(1)金屬桿達(dá)到最大速度時,做勻速直線運(yùn)動,根據(jù)平衡條件:

根據(jù)閉合電路歐姆定律:

此時導(dǎo)體切割磁感線的電動勢:

聯(lián)立方程解得:

(2)金屬棒下滑過程中能量守恒:

mgh=+Q

解得金屬桿下落高度:

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】如圖所示,一帶電微粒質(zhì)量為m2.0×1011 kg、電荷量q=+1.0×105 C,從靜止開始經(jīng)電壓為U1100 V的電場加速后,從兩平行金屬板的中間水平進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場中,微粒從金屬板邊緣射出電場時的偏轉(zhuǎn)角θ30°,并接著進(jìn)入一個方向垂直紙面向里、寬度為D34.0 cm的勻強(qiáng)磁場區(qū)域.微粒重力忽略不計.求:

1)帶電微粒進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場時的速率v1;

2)偏轉(zhuǎn)電場中兩金屬板間的電壓U2;

3)為使帶電微粒不會由磁場右邊射出,該勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B至少多大?(=1.7

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】利用霍爾效應(yīng)制作的霍爾元件,廣泛應(yīng)用于測量和自動控制等領(lǐng)域。如圖是霍爾元件的工作原理示意圖,一塊長為a,寬為c的矩形半導(dǎo)體霍爾元件,元件內(nèi)的導(dǎo)電粒子是電荷量為e的自由電子,通入圖示方向的電流I時,電子的定向移動速度為v,當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B垂直于霍爾元件的工作面向下時,前后兩側(cè)面會形成電勢差U,下列說法中正確的是

A.前、后表面間的電壓Uv無關(guān)B.前表面的電勢比后表面的高

C.自由電子受到的洛倫茲力大小為D.前、后表面間的電壓Uc成正比

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,有兩個不計厚度的活塞M、N將兩部分理想氣體A、B封閉在豎直放置的絕熱氣缸內(nèi),溫度均為27℃。M活塞是導(dǎo)熱的,N活塞是絕熱的,均可沿氣缸無摩擦地滑動,氣缸底部有加熱絲。已知M活塞的質(zhì)量m1=2kg,N活塞的質(zhì)量不計。M、N活塞的橫截面積均為s=2cm2,初始時M活塞相對于底部的高度為h1=24cm,N活塞相對于底部的高度為h2=12cm。現(xiàn)將一質(zhì)量為m2=2kg的小物體放在M活塞的上表面上,活塞下降,穩(wěn)定后B氣體壓強(qiáng)為P。已知大氣壓強(qiáng)為P=1.0×105Pa,取g=10m/s2。求:

i)穩(wěn)定后B氣體的壓強(qiáng)P2;

ii)現(xiàn)通過加熱絲對B氣體進(jìn)行緩慢加熱,M、N活塞發(fā)生移動,當(dāng)B氣體的溫度為267℃時,停止加熱。求此時M活塞距離底部的高度h3

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,總?cè)莘e為3Vo、內(nèi)壁光滑的氣缸水平放置,一面積為S的輕質(zhì)薄活塞將一定質(zhì)量的理想氣體封閉在氣缸內(nèi),活塞左側(cè)由跨過光滑定滑輪的細(xì)繩與一質(zhì)量為m的重物相連,氣缸右側(cè)封閉且留有抽氣孔;钊覀(cè)氣體的壓強(qiáng)為p。,活塞左側(cè)氣體的體積為Vo,溫度為To。將活塞右側(cè)抽成真空并密封,整個抽氣過程中缸內(nèi)氣體溫度始終保持不變。然后將密封的氣體緩慢加熱。已知重物的質(zhì)量滿足關(guān)系式mg =poS,重力加速為g。求

1)活塞剛碰到氣缸右側(cè)時氣體的溫度;

2)當(dāng)氣體溫度達(dá)到2To時氣體的壓強(qiáng)。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖,一粗細(xì)均勻的細(xì)管開口向上豎直放置,管內(nèi)有一段高度為2.0cm的水銀柱,水銀柱下密封了一定量的理想氣體,水銀柱上表面到管口的距離為2.0cm。若將細(xì)管倒置,水銀柱下表面恰好位于管口處,且無水銀滴落,管內(nèi)氣體溫度與環(huán)境溫度相同。已知大氣壓強(qiáng)為76cmHg,環(huán)境溫度為296K。

1)求細(xì)管的長度;

2)若在倒置前,緩慢加熱管內(nèi)被密封的氣體,直到水銀柱的上表面恰好與管口平齊為止,求此時密封氣體的溫度。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,勻強(qiáng)磁場的方向垂直紙面向里,勻強(qiáng)電場的方向豎直向下,有一正離子恰能以速率v沿直線從左向右水平飛越此區(qū)域.下列說法正確的是(  )

A.若一電子以速率v從右向左飛入,則該電子也沿直線運(yùn)動

B.若一電子以速率v從右向左飛入,則該電子將向上偏轉(zhuǎn)

C.若一電子以速率v從右向左飛入,則該電子將向下偏轉(zhuǎn)

D.若一電子以速率v從左向右飛入,則該電子也沿直線運(yùn)動

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖,空間存在方向垂直于紙面(平面)向里的磁場。在區(qū)域,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為;區(qū)域,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為(常數(shù))。一質(zhì)量為m、電荷量為q(q>0)的帶電粒子以速度從坐標(biāo)原點(diǎn)O沿軸正向射入磁場,此時開始計時,不計粒子重力,當(dāng)粒子的速度方向再次沿軸正向時,求:

(1)粒子運(yùn)動的時間;

(2)粒子與O點(diǎn)間的距離。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示為回旋加速器的示意圖.兩個靠得很近的D形金屬盒處在與盒面垂直的勻強(qiáng)磁場中,一質(zhì)子從加速器的A處開始加速.已知D形盒的半徑為R,磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,高頻交變電源的電壓為U、頻率為f,質(zhì)子質(zhì)量為m,電荷量為q.下列說法正確的是(

A.質(zhì)子的最大速度不超過Rf

B.質(zhì)子的最大動能為

C.質(zhì)子的最大動能與電壓U無關(guān)

D.只增大磁感應(yīng)強(qiáng)度B,可增大質(zhì)子的最大動能

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