如圖所示，電阻忽略不計(jì)的、兩根平行的光滑金屬導(dǎo)軌豎直放置，其上端接一阻值為3 Ω的定值電阻R. 在水平虛線L1、L2間有一與導(dǎo)軌所在平面垂直的勻強(qiáng)磁場B、磁場區(qū)域的高度為d="0.5" m. 導(dǎo)體棒a的質(zhì)量ma="0.2" kg,電阻Ra="3" Ω；導(dǎo)體棒b的質(zhì)量mb="0.l" kg，電阻Rb="6" Ω.它們分別從圖中M、N處同時由靜止開始在導(dǎo)軌上無摩擦向下滑動，且都能勻速穿過磁場區(qū)域，當(dāng)b剛穿出磁場時a正好進(jìn)入磁場. 設(shè)重力加速度為g="l0" m/s2. （不計(jì)a、b之間的作用，整個運(yùn)動過程中a、b棒始終與金屬導(dǎo)軌接觸良好）求：

（1）在整個過程中，a、b兩棒克服安培力分別做的功；
（2）a進(jìn)入磁場的速度與b進(jìn)入磁場的速度之比；
（3）分別求出M點(diǎn)和N點(diǎn)距L1的高度.
（1）0.5J；（2）3：4；（3）0.75 m
（16分）考查電磁感應(yīng)與能量問題、電路問題和力學(xué)問題的綜合應(yīng)用．
解析(1)因a、b在磁場中勻速運(yùn)動，由能量關(guān)系知
 J                                                    （2分）
J                                                     （2分）
（2）b在磁場中勻速運(yùn)動時：速度為vb，總電阻R1="7.5" Ω    （1分）
b中的電流Ib=         （1分）
           （1分）
同理，a棒在磁場中勻速運(yùn)動時：速度為va，總電阻R2="5" Ω （1分）
              （1分）
由以上各式得:     （1分）
（3）       （1分）
           （1分）
        （1分）
            （1分）
由以上各式得 m="1.33" m     （1分）
 m="0.75" m           （1分）
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

下圖11-1中A、B為兩個相同的環(huán)形線圈，共軸并靠近放置，A線圈中通有如圖11-2所示的交流電i ，則（   ）

A. 在到時間內(nèi)A、B兩線圈相吸   
B. 在到時間內(nèi)A、B兩線圈相斥
C. 時刻兩線圈間作用力最大          
D. 時刻兩線圈間吸力最大

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

在如圖所示的傾角為θ的光滑斜面上，存在著兩個磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B的勻強(qiáng)磁場，區(qū)域I的磁場方向垂直斜面向上，區(qū)域Ⅱ的磁場方向垂直斜面向下，磁場的寬度均為L，一個質(zhì)量為m、電阻為R、邊長也為L的正方形導(dǎo)線框，由靜止開始沿斜面下滑，當(dāng)ab邊剛越過GH進(jìn)入磁場Ⅰ區(qū)時，恰好以速度v1做勻速直線運(yùn)動；當(dāng)ab邊下滑到JP與MN的中間位置時，線框又恰好以速度v2做勻速直線運(yùn)動，從ab進(jìn)入GH到JP與MN的中間位置的過程中，線框的動能變化量大小為△Ek，重力對線框做功大小為W1，安培力對線框做功大小為W2，下列說法中正確的有（    ）
A．在下滑過程中，由于重力做正功，所以有v2＞v1
B．在下滑過程中，由于重力做正功但安培力做負(fù)功，所以有v2=v1
C．從ab進(jìn)入GH到JP與MN的中間位置的過程中，線框動能的變化量大小為△Ek= W2－W1
D．從ab進(jìn)入GH到JP與MN的中間位置的過程，有（W1－△Ek）機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

三根導(dǎo)體棒A、B、C連接方式如圖，虛線框內(nèi)存在磁場，其磁感應(yīng)強(qiáng)度變化規(guī)律為。三根導(dǎo)體棒A、B、C的電阻大小之比R1:R2:R3=1：2：3，其它電阻不計(jì)。當(dāng)S1、S2閉合，S3斷開時，電路穩(wěn)定后閉合回路中的感應(yīng)電流為I；當(dāng)S2、S3閉合，S1斷開時，電路穩(wěn)定后閉合回路中的感應(yīng)電流為5I；當(dāng)S1、S3閉合，S2斷開時，電路穩(wěn)定后閉合回路中的感應(yīng)電流為

A．0        B．3I        C．6I        D．7I

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

右圖是電子感應(yīng)加速器的示意圖，上、下為電磁鐵的兩個磁極，磁極之間有一個環(huán)形真空室，電子在真室室中做圓周運(yùn)動。上圖為側(cè)視圖，下圖為真空室的俯視圖。電子從電子槍右端逸出（不計(jì)初速度）后，在真空室中沿虛線被加速，然后擊中電子槍左端的靶，下列說法正確的是
A．俯視看，通過電磁鐵導(dǎo)線的電流方向?yàn)轫槙r針方向
B．俯視看，通過電磁鐵導(dǎo)線的電流方向?yàn)槟鏁r針方向
C．通過電磁鐵導(dǎo)線的電流應(yīng)逐漸減小
D．通過電磁鐵導(dǎo)線的電流應(yīng)逐漸增大

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

（16分）如圖所示，兩條相互平行的光滑金屬導(dǎo)軌水平距離l=0.2m，在導(dǎo)軌的一端接有阻值為R=5Ω的電阻，在x ≥0處有一與水平面垂直的均勻磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=5T。一質(zhì)量為m=0.1kg的金屬直桿垂直放置在導(dǎo)軌上，并以v0=2m/s的初速度進(jìn)入磁場，在安培力和一垂直于桿的水平外力F的共同作用下做勻變速直線運(yùn)動，加速度大小為a=2m/s2、方向與初速度方向相反。設(shè)導(dǎo)軌和金屬桿的電阻都可以忽略，且接觸良好。求：

（1）從進(jìn)入磁場到速度減為零的過程中通過電阻R的電荷量；
（2）電流為最大值的一半時施加在金屬桿上外力F的大小和方向；

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，傾斜的平行導(dǎo)軌處在勻強(qiáng)磁場中，導(dǎo)軌上、下兩邊的電阻分別為R1＝3Ω和R2＝6Ω，金屬棒ab的電阻R3＝4Ω，其余電阻不計(jì)。則金屬棒ab沿著粗糙的導(dǎo)軌加速下滑的過程中
A．安培力對金屬棒做功等于金屬棒機(jī)械能的減少量
B．重力和安培力對金屬棒做功之和大于金屬棒動能的增量
C．R1和R2發(fā)熱功率之比P1:P2＝1:2
D．R1、R2和R3產(chǎn)生的焦耳熱之比Q1:Q2:Q3＝2:1:6

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

關(guān)于電磁感應(yīng)現(xiàn)象，下列說法中正確的是 
A．發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象，必然會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢
B．發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象，可能會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢
C．發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象，必然會產(chǎn)生感應(yīng)電流
D．以上都不對

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

在一根鐵棒上繞有線圈，a、c是線圈的兩端，b為中間抽頭．把a(bǔ)、b兩點(diǎn)接入一平行金屬導(dǎo)軌，在導(dǎo)軌上橫放一金屬棒，導(dǎo)軌間有如圖所示的勻強(qiáng)磁場，若要求a、c兩點(diǎn)的電勢都高于b點(diǎn)，則金屬棒沿導(dǎo)軌的運(yùn)動情況是
A．棒應(yīng)該向右加速平動
B．棒應(yīng)該向右減速平動
C．棒應(yīng)該向左加速平動
D．棒應(yīng)該向左減速平動

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