【題目】（18分）如圖所示，兩根足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ間距為l=0.5m，其電阻不計，兩導(dǎo)軌及其構(gòu)成的平面均與水平面成30角。完全相同的兩金屬棒ab、cd分別垂直導(dǎo)軌放置，每棒兩端都與導(dǎo)軌始終有良好接觸，已知兩棒質(zhì)量均為m=0.02kg，電阻均為R=0.1Ω，整個裝置處在垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.2T，棒ab在平行于導(dǎo)軌向上的力F作用下，沿導(dǎo)軌向上勻速運動，而棒cd恰好能夠保持靜止。取g=10m/s2，問

⑴通過棒cd的電流I是多少，方向如何？

⑵棒ab受到的力F多大？

⑶棒cd每產(chǎn)生Q=0.1J的熱量，力F做的功W是多少？

【答案】F="0.2N "W=0.4J

【解析】

(1)棒cd受到的安培力為： ①

棒cd在共點力作用下平衡，則： ②

由①②式，代入數(shù)據(jù)解得： ③

根據(jù)楞次定律可知，棒cd中的電流方向由d至c ④

(2)棒ab與棒cd受到的安培力大小相等，即：

對棒ab，由共點力平衡知： ⑤

代入數(shù)據(jù)解得： ⑥

(3)設(shè)在時間t內(nèi)棒cd產(chǎn)生的熱量，由焦耳定律知：Rt ⑦

設(shè)棒ab勻速運動的速度大小為v，其產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為： ⑧

由閉合電路歐姆定律知： ⑨

由運動學(xué)公式知在時間t內(nèi)，棒ab沿導(dǎo)軌的位移為： ⑩

力F做的功為：

綜合上述各式，代入數(shù)據(jù)解得：。

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】如圖所示，質(zhì)量為m的小球A靜止于光滑水平面上，在A球與墻之間用輕彈簧連接�，F(xiàn)用完全相同的小球B以水平速度v0與A相碰后粘在一起壓縮彈簧。不計空氣阻力，若彈簧被壓縮過程中的最大彈性勢能為E，從球A被碰后開始到回到原靜止位置的過程中墻對彈簧的沖量大小為I，則下列表達(dá)式中正確的是（　�。�

A. E= I=2B. E= I=2

C. E= I=D. E= I=

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示,水平地面上方矩形區(qū)域內(nèi)存在方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場,兩個邊長相等的單匝閉合正方形線圈Ⅰ和Ⅱ,分別用相同材料、不同粗細(xì)的導(dǎo)線繞制(Ⅰ為細(xì)導(dǎo)線)。兩線圈在距磁場上界面h高處由靜止開始自由下落,再進(jìn)入磁場,最后落到地面,運動過程中,線圈平面始終保持在豎直平面內(nèi)且下邊緣平行于磁場上邊界。設(shè)線圈Ⅰ、 Ⅱ落地時的速度大小分別為v1、v2,在磁場中運動時產(chǎn)生的熱量分別為Q1、Q2。不計空氣阻力,已知線圈電阻與導(dǎo)線長度成正比,與導(dǎo)線橫截面積成反比,則( )

A. v1<v2,Q1<Q2B. v1=v2,Q1=Q2

C. v1<v2,Q1=Q2D. v1=v2,Q1<Q2

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在光滑平面上有一靜止小車，小車上靜止地放置著一小物塊，物塊和小車間的動摩擦因數(shù)為μ＝0.3。用水平恒力F拉動小車，設(shè)物塊的加速度為a1，小車的加速度為a2。當(dāng)水平恒力F取不同值時，a1與a2的值可能為(重力加速度g取10 m/s2)(　　)

A. a1＝2 m/s2，a2＝3 m/s2

B. a1＝3 m/s2，a2＝6m/s2

C. a1＝5 m/s2，a2＝3 m/s2

D. a1＝3 m/s2，a2＝2 m/s2

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律實驗”中，使用電火花打點計時器(使用交流電源的頻率為50Hz)

（1）將實驗裝置按如圖1進(jìn)行安裝后，打點計時器接通交流電源后準(zhǔn)備釋放小車，操作中的明顯錯誤是____

A.沒有平衡小車和木板間的摩擦

B.所掛鉤碼的質(zhì)量沒有遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量

C.沒有使用低壓交流學(xué)生電源

D.小車離開打點計時器距離較遠(yuǎn)

（2）如圖2所示是實驗中得到的一條紙帶，A、B、C為計數(shù)點，則計數(shù)點間的時間T＝__s，已知Δx＝2.20cm，則B點的瞬時速度v＝___m/s。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，水平地面O點的正上方的裝置M每隔相等的時間由靜止釋放一小球，當(dāng)某小球離開M的同時，O點右側(cè)一長為L=1.2m的平板車開始以a=6.0m/s2的恒定加速度從靜止開始向左運動，該小球恰好落在平板車的左端，已知平板車上表面距離M的豎直高度為h=0.45m．忽略空氣的阻力，重力加速度g取10m/s2．

（1）求小車左端離O點的水平距離；

（2）若至少有2個小球落在平板車上，則釋放小球的時間間隔△t應(yīng)滿足什么條件？

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】三個質(zhì)點A、B、C均由N點沿不同路徑運動至M點，運動軌跡如圖所示，三個質(zhì)點同時從N點出發(fā)，同時到達(dá)M點，下列說法正確的是

A. 三個質(zhì)點從N點到M點的平均速度相同

B. 三個質(zhì)點任意時刻的速度方向都相同

C. 三個質(zhì)點從N點出發(fā)到任意時刻的平均速度都相同

D. 三個質(zhì)點從N點到M點的位移相同

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，水平放置的兩條光滑軌道上有可自由移動的金屬棒PQ、MN，當(dāng)PQ在外力的作用下運動時，MN在磁場力的作用下向右運動，則PQ所做的運動可能是（　　）

A. 向右加速運動

B. 向左加速運動

C. 向右勻速運動

D. 向左減速運動

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】（1）電磁打點計時器是一種計時儀器，它使用________電源，工作電壓在______v以下，當(dāng)電源的頻率是50Hz時，它每隔_______s打一個點。如圖所示紙帶是某同學(xué)練習(xí)使用電磁打點計時器時得到的，打下的點跡的分布情況如圖所示。從打下A點到打下B點共14個點跡，歷時__________s。

（2）在使用電火花計時器來分析物體運動情況的實驗中，有如下步驟

A． 把電火花計時器固定在桌子上

B． 安裝好紙帶

C． 松開紙帶讓物體帶著紙帶運動

D． 接通220v交流電源

E. 按下脈沖輸出開關(guān)，進(jìn)行打點

這些步驟正確的排列順序為___________________________________

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