【題目】如圖，光滑的平行金屬導(dǎo)軌水平放置，導(dǎo)軌間距為L，左側(cè)接一阻值為R的電阻。矩形區(qū)域abfe內(nèi)存在垂直軌道平面向下的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。導(dǎo)軌上ac段和bd段單位長(zhǎng)度的電阻為r0，導(dǎo)軌其余部分電阻不計(jì)，且ac=bd=x1。一質(zhì)量為m，電阻不計(jì)的金屬棒MN置于導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌垂直且接觸良好。金屬棒受到一個(gè)水平拉力作用，從磁場(chǎng)的左邊界由靜止開始作勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度大小為a。棒運(yùn)動(dòng)到cd處撤去外力，棒在運(yùn)動(dòng)到磁場(chǎng)右邊界ef處恰好靜止。求：

（1）金屬棒在區(qū)域abdc內(nèi)切割磁感線時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨位移x（相對(duì)b點(diǎn)）的表達(dá)式；

（2）試求撤去外力后在區(qū)域cdfe內(nèi)切割磁感線時(shí)棒的速度v隨位移x（相對(duì)d點(diǎn)）的變化規(guī)律以及df的長(zhǎng)度x2應(yīng)滿足什么條件。

（3）金屬棒在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中電阻R的最大電流值和最小值。

【答案】（1）（2）； （3）；

【解析】（1）根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得：

根據(jù)速度位移公式得：

聯(lián)立解得：

（2）根據(jù)速度位移公式得：

解得：

又回路中的總電阻：

根據(jù)動(dòng)量定理得：

又

聯(lián)立解得：

當(dāng)時(shí)，則有：

解得：

（3）在df段：速度減小，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)減小且回路總電阻恒定，所以感應(yīng)電流減小，當(dāng)速度減為零時(shí)，感應(yīng)電流也為零，即電流最小值為零；或當(dāng)t=0時(shí)電流最小值為零；

在bd段：

最大電流值討論： ①當(dāng)滿足，即： ，且（在bd段內(nèi)能達(dá)到最大電流），

②當(dāng)時(shí)，導(dǎo)體棒加速運(yùn)動(dòng)到cd處，

練習(xí)冊(cè)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，欲使在粗糙斜面上勻速下滑的木塊A停下，可采用的方法是

A. 增大斜面的傾角

B. 減少木塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)

C. 對(duì)木塊A施加一個(gè)垂直于斜面向下的力

D. 在木塊A上再疊放一個(gè)重物

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】下列四幅圖的有關(guān)說法中正確的是

A. 圖（l）中的α粒子散射實(shí)驗(yàn)說明了原子核是由質(zhì)子與中子組成

B. 圖（2）中若改用綠光照射，驗(yàn)電器金屬箱一定不會(huì)張開

C. 圖（3）一群氫原子處于n=4的激發(fā)態(tài)，最多能輻射6種不同頻率的光子

D. 圖（4）若原子核C、B能結(jié)合成A時(shí)會(huì)有質(zhì)量虧損，要釋放能量

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】學(xué)過電和磁的相關(guān)知識(shí)后，老師和同學(xué)共同設(shè)計(jì)了如下探究實(shí)驗(yàn)。如圖，在玻璃皿的中心放一個(gè)圓柱形電極，內(nèi)壁沿邊緣放一個(gè)圓環(huán)形電極。兩電極分別與電池組的正負(fù)極相連，并在兩極間接有標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字萬用表（型號(hào)UT58E），萬用表調(diào)至直流電壓檔。然后進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)操作：

①在玻璃皿中放入硫酸銅溶液，發(fā)現(xiàn)溶液旋轉(zhuǎn)，此時(shí)電壓表的示數(shù)為5.20V;

②將圖中的磁鐵撤去后，發(fā)現(xiàn)電壓表的示數(shù)變?yōu)?/span>5.30V；

③將硫酸銅溶液換成蒸餾水重復(fù)①②兩步驟，發(fā)現(xiàn)電壓表的示數(shù)始終為5.99V.

關(guān)于上述實(shí)驗(yàn)的分析合理的是( )

A. 電池組的電動(dòng)勢(shì)為5.30V

B. 因硫酸銅溶液旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)約為0.10V

C. 步驟②中電壓相比步驟①變大主要是因?yàn)槿芤弘娮枳冃×?/span>

D. 步驟③中也能觀察到蒸餾水的旋轉(zhuǎn)現(xiàn)象

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】據(jù)有關(guān)資料介紹，受控核聚變裝置中有極高的溫度，因而帶電粒子將沒有通常意義上的“容器”可裝，而是由磁場(chǎng)約束帶電粒子運(yùn)動(dòng)，使之束縛在某個(gè)區(qū)域內(nèi)。如圖所示，環(huán)狀磁場(chǎng)的內(nèi)半徑為，外半徑為，被束縛的帶電粒子的比荷為k，中空區(qū)域內(nèi)帶電粒子具有各個(gè)方向的速度，速度大小為v。中空區(qū)域中的帶電粒子都不會(huì)穿出磁場(chǎng)的外邊緣而被約束在半徑為的區(qū)域內(nèi)，則環(huán)狀區(qū)域內(nèi)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小可能是（）

A. B.

C. D.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，傾角為的光滑斜面下端固定一絕緣輕彈簧，M點(diǎn)固定一個(gè)質(zhì)量為m、帶電量為-q的小球Q，整個(gè)裝置處于在場(chǎng)強(qiáng)大小為E、方向沿斜面向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)中�，F(xiàn)把一個(gè)帶電量為+q的小球P從N點(diǎn)由靜止釋放，釋放后P沿著斜面向下運(yùn)動(dòng)。N點(diǎn)與彈簧的上端和M的距離均為。P、Q以及彈簧的軸線ab與斜面平行。兩小球均可視為質(zhì)點(diǎn)和點(diǎn)電荷，彈簧的勁度系數(shù)為，靜電力常量為k，則

A. 小球P返回時(shí)，不可能撞到小球Q

B. 小球P在N點(diǎn)的加速度大小為

C. 小球P沿著斜面向下運(yùn)動(dòng)過程中，其電勢(shì)能一定減少

D. 當(dāng)彈簧的壓縮量為時(shí)，小球P的速度最大

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖為一透明材料制成的半球形物體，將半球形物體豎直地固定在水平面EF上，且AB⊥FE，O點(diǎn)為半球形物體的圓心，虛線為平行于EF的半徑，現(xiàn)有一細(xì)光束由半球形物體的右側(cè)面斜射到球心O處，光束與的夾角θ=30°，該光束經(jīng)半球形物體色散后，在水平面的EB間形成一彩色光帶，經(jīng)分析可知光帶中各種色光的折射率介于之間，已知半球體的半徑為10cm， ，求：

①水平面上的光帶寬度為多少？

②現(xiàn)將細(xì)光束繞O點(diǎn)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)θ為多少度時(shí)水平面上的光帶剛好完全消失？

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，MN下方有水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)。半徑為R，內(nèi)壁光滑、內(nèi)徑很小的絕緣半圓管ADB固定在豎直平面內(nèi)，直徑AB垂直于水平虛線MN，圓心O在MN上，一質(zhì)量為m，可視為質(zhì)點(diǎn)的帶正電，電荷量為q的小球從半圓管的A 點(diǎn)由靜止開始滑入管內(nèi)，小球從B點(diǎn)穿出后，始終在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，C點(diǎn)（圖中未畫出）為小球在電場(chǎng)內(nèi)水平向左運(yùn)動(dòng)位移最大時(shí)的位置。已知重力加速度為g，小球離開絕緣半圓管后的加速度大小為。則下列說法正確的是

A. 小球從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)過程中做的是勻變速曲線運(yùn)動(dòng)

B. 勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)E為

C. 小球在管道內(nèi)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)加速度大小為

D. 小球從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的水平方向位移為

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在火星與木星軌道之間有一小行星帶。假設(shè)該帶中的小行星只受到太陽的引力，并繞太陽做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則下列說法正確的是

A. 太陽對(duì)各小行星的引力可能不相同

B. 各小行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的周期均大于一年

C. 小行星帶內(nèi)各小行星的向心加速度值小于外側(cè)小行星的向心加速度值

D. 小行星帶內(nèi)各小行星圓周運(yùn)動(dòng)的線速度值大于地球公轉(zhuǎn)的線速度值

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