【題目】如圖甲所示， 光滑且足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ固定在同一水平面上，兩導(dǎo)軌間距L=0.30m。導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì)，其間連接有固定電阻R=0.40Ω。導(dǎo)軌上停放一質(zhì)量m=0.10kg、電阻r=0.20Ω的金屬桿ab，整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.50T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向豎直向下。用一外力F沿水平方向拉金屬桿ab，使之由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，電壓傳感器可將R兩端的電壓U即時(shí)采集并輸入電腦，獲得電壓U隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖乙所示。

(1)判斷運(yùn)動(dòng)后金屬桿中感應(yīng)電流方向以及其所受磁場(chǎng)力方向

(2)試證明金屬桿做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，并計(jì)算加速度的大小；

(3)求第2s末外力F的瞬時(shí)功率；

(4)如果水平外力從靜止開(kāi)始拉動(dòng)桿2s所做的功W=0.35J，求金屬桿上產(chǎn)生的焦耳熱。

【答案】(1) 從b到a ，與F方向相反；(2)；(3)；(4) 0.05J

【解析】

(1)由右手定則，運(yùn)動(dòng)后金屬桿中感應(yīng)電流方向從b到a，再根據(jù)左手定則可知其所受磁場(chǎng)力方向與F方向相反。

(2) 設(shè)路端電壓為U，金屬桿的運(yùn)動(dòng)速度為v，則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

E=BLv

通過(guò)電阻R的電流

電阻R兩端的電壓

電壓表的示數(shù)為

由及U-t圖像可知，U隨時(shí)間均勻變化，即速度隨時(shí)間均勻變化，導(dǎo)體棒在力F作用下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。

(3)在2s末，金屬桿的切割速度為

由牛頓第二定律

由于

2s末拉力F的功率為

聯(lián)立解得

(4)設(shè)回路產(chǎn)生的焦耳熱為Q，由能量守恒定律

電阻R與金屬桿的電阻r串聯(lián)，產(chǎn)生焦耳熱與電阻成正比

因?yàn)?/span>

聯(lián)立解得，金屬桿上產(chǎn)生的焦耳熱

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】如圖所示，光滑絕緣的水平面上固定有一通電直導(dǎo)線，一個(gè)金屬圓環(huán)分別沿圖示v1、v2、v3三個(gè)不同方向運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的有（ ）

A.沿三個(gè)方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，圓環(huán)中將產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻碾娏?/span>

B.當(dāng)環(huán)v1方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，圓環(huán)先減速運(yùn)動(dòng)后沿平行導(dǎo)線方向勻速運(yùn)動(dòng)

C.當(dāng)環(huán)沿v1和v2運(yùn)動(dòng)時(shí)，圓環(huán)所受的安培力方向相同

D.環(huán)沿這三個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，最終都將停止運(yùn)動(dòng)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，質(zhì)量M=5kg的小車靜止在光滑水平地面上，小車左側(cè)AB部分水平，右側(cè)BC部分為半徑R=0.5m的豎直光滑圓弧面，AB與BC恰好在B點(diǎn)相切，CD為豎直側(cè)壁。質(zhì)量m=1kg的小滑塊以v0=6m/s的初速度從小車左端的A點(diǎn)滑上小車，運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)與小車相對(duì)靜止一起向前運(yùn)動(dòng)，之后小車與右側(cè)豎直墻壁發(fā)生碰撞，碰撞前后無(wú)能量損失。已知滑塊與小車AB段間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5，重力加速度g=10m/s2，求：

（1）小車與墻壁碰撞前的速度大小；

（2）小車AB段的長(zhǎng)度；

（3）試通過(guò)計(jì)算說(shuō)明：小車與墻壁碰撞后，滑塊能否從C點(diǎn)滑出。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】在測(cè)定電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)室提供了合適的實(shí)驗(yàn)器材。

(1)甲同學(xué)按電路圖a進(jìn)行測(cè)量實(shí)驗(yàn)，其中R2為保護(hù)電阻。

①請(qǐng)用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線在圖b中完成電路的連接____________________；

②根據(jù)電壓表的讀數(shù)U和電流表的讀數(shù)I，畫(huà)出UI圖線如圖c所示，可得電源的電動(dòng)勢(shì)E=_______V，內(nèi)電阻r＝______Ω。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

③分析該實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的原因______________________________________________

(2)乙同學(xué)誤將測(cè)量電路連接成如圖d，其他操作正確，根據(jù)電壓表的讀數(shù)U和電流表的讀數(shù)I，畫(huà)出UI圖線如圖e，可得電源的電動(dòng)勢(shì)E＝_______V，內(nèi)電阻r＝________Ω。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】所示，A、B為用兩個(gè)絕緣細(xì)線懸掛起來(lái)的帶電絕緣小球，質(zhì)量mA＜mB．當(dāng)在A球左邊如圖位置放一個(gè)帶電球C時(shí)，兩懸線都保持豎直方向（兩懸線長(zhǎng)度相同，三個(gè)球位于同一水平線上）．若把C球移走，A、B兩球沒(méi)有發(fā)生接觸，則（b）圖中（圖中α＞β）能正確表示A、B兩球位置的圖是（ ）

A.B.C.D.

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，空間中存在一勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為磁場(chǎng)方向與豎直面垂直，磁場(chǎng)的上、下邊界均為水平面且間距為，紙面（豎直平面）內(nèi)磁場(chǎng)上邊界的上方有一質(zhì)量為、電阻為的正方形導(dǎo)線框，其邊長(zhǎng)為上下兩邊均與磁場(chǎng)邊界平行。將線框以初速度水平拋出，線框恰能勻速進(jìn)入磁場(chǎng)，重力加速度為，不計(jì)空氣阻力，則（　�。�

A.線框拋出時(shí)邊距離磁場(chǎng)上邊界的高度為

B.線框進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中通過(guò)線框某橫截面的電荷量

C.線框通過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程中水平位移為

D.線框通過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程中邊產(chǎn)生的熱量為

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】（單選）帶電粒子僅在電場(chǎng)力作用下，從電場(chǎng)中a點(diǎn)以初速度v0進(jìn)入電場(chǎng)并沿虛線所示的軌跡運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)，如圖所示，實(shí)線是電場(chǎng)線，關(guān)于粒子，下列說(shuō)法正確的是（　�。�

A. 在a點(diǎn)的加速度大于在b點(diǎn)的加速度

B. 在a點(diǎn)的電勢(shì)能小于在b點(diǎn)的電勢(shì)能

C. 在a點(diǎn)的速度小于在B點(diǎn)的速度

D. 電場(chǎng)中a點(diǎn)的電勢(shì)一定比b點(diǎn)的電勢(shì)高

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖（a），在同一平面內(nèi)固定有一長(zhǎng)直導(dǎo)線PQ和一導(dǎo)線框R，R在PQ的右側(cè)。導(dǎo)線PQ中通有正弦交流電流i，i的變化如圖（b）所示，規(guī)定從Q到P為電流的正方向。導(dǎo)線框R中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

A. 在時(shí)為零

B. 在時(shí)改變方向

C. 在時(shí)最大，且沿順時(shí)針?lè)较?/span>

D. 在時(shí)最大，且沿順時(shí)針?lè)较?/span>

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示為某一報(bào)告廳主席臺(tái)的平面圖，AB是講臺(tái)，S1、S2是與講臺(tái)上話筒等高的喇叭，它們之間的相互位置和尺寸如圖所示．報(bào)告者的聲音放大后經(jīng)喇叭傳回話筒再次放大時(shí)可能會(huì)產(chǎn)生嘯叫．為了避免嘯叫，話筒最好擺放在講臺(tái)上適當(dāng)?shù)奈恢�，在這些位置上兩個(gè)喇叭傳來(lái)的聲音因干涉而相消．已知空氣中聲速為340 m/s，若報(bào)告人聲音的頻率為136 Hz，問(wèn)講臺(tái)上這樣的位置有多少個(gè)？

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