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    如图5所示,固定的水平光滑金属导轨,间距为L,左端接有阻值为R的电阻,处在方向竖直、磁感应强度为B的匀强磁场中,质量为m的导体棒与固定弹簧相连,放在导轨上,导轨与导体棒的电阻均可忽略.初始时刻,弹簧恰处于自然长度,导体棒具有水平向右的初速度v0.在沿导轨往复运动的过程中,导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触.?

    图5

    (1)求初始时刻导体棒受到的安培力.

    (2)若导体棒从初始时刻到速度第一次为零时,弹簧的弹性势能为Ep,则这一过程中安培力所做的功W1和电阻R上产生的焦耳热Q1分别为多少?

    (3)导体棒往复运动,最终将静止于何处?从导体棒开始运动直到最终静止的过程中,电阻R上产生的焦耳热Q为多少?

    解析：(1)初始时刻棒中感应电动势E=Lv0B                                                       ①?

    棒中感应电流                                                                                       ②?

    作用于棒上的安培力F=ILB                                                                              ③?

    联立①②③,得

    安培力方向:水平向左.?

    (2)由功和能的关系,得

    安培力做功

    电阻R上产生的焦耳热　

    (3)由能量转化及平衡条件等,可判断:

    棒最终静止于初始位置,

    答案：(1)　方向水平向左?


    练习册系列答案
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    相关习题

    科目：高中物理 来源： 题型：阅读理解

    选做题（请从A、B和C三小题中选定两小题作答，并在答题卡上把所选题目对应字母后的方框涂满涂黑，如都作答则按A、B两小题评分．）
    A．（选修模块3-3）
    （1）下列说法中正确的是
    B
    B

    A．布朗运动是分子的无规则热运动
    B．气体分子间距离减小时，分子间斥力增大，引力也增大
    C．导热性能各向同性的固体，一定不是单晶体
    D．机械能不可能全部转化为内能
    （2）如图1所示，一导热性能良好的金属气缸静放在水平面上，活塞与气缸壁间的摩擦不计．气缸内封闭了一定质量的理想气体．现缓慢地向活塞上倒一定质量的沙土，忽略环境温度的变化，在此过程中
    CD
    CD

    A．气体的内能增大
    B．气缸内分子平均动能增大
    C．气缸内气体分子密度增大
    D．单位时间内撞击气缸壁单位面积上的分子数增多

    （3）在做用油膜法估测分子的大小实验中，油酸酒精溶液的浓度为每104mL溶液中有纯油酸6mL．用注射器测得50滴这样的溶液为1mL．把l滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅水盘上，在玻璃板上描出油膜的轮廓，随后把玻璃放在坐标纸上，其形状如图2所示，坐标纸正方形小方格的边长为20mm．则油酸膜的面积是
    2.4×10-2
    2.4×10-2
    m2，每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是
    1.2×10-11
    1.2×10-11
    m3，根据上述数据，可估算出油酸分子的直径．
    B．（选修模块3-4）
    （1）关于对光现象的解释，下列说法中正确的是
    AC
    AC
    ．
    A．自然光斜射到玻璃表面时，反射光和折射光都是偏振光
    B．水面上的油膜呈现彩色是光的衍射现象
    C．光纤导光利用了光的全反射规律
    D．玻璃中的气泡看起来特别明亮是光的干涉现象
    （2）一列横波沿x轴正方向传播，在t0=0时刻的波形如图3所示，波刚好传到x=3m处，此后x=lm处的质点比x=-lm处的质点
    后
    后
    （选填“先”、“后”或“同时”）到达波峰位置；若该波的波速为10m/s，经过△t时间，在x轴上-3m～3m区间内的波形与t0时刻的正好相同，则△t=
    0.4ns（n=1，2，3┅）
    0.4ns（n=1，2，3┅）
    ．
    （3）某实验小组利用数字实验系统探究弹簧振子的运动规律，装置如图4所示，水平光滑导轨上的滑块与轻弹簧组成弹簧振子，滑块上固定有传感器的发射器．把弹簧拉长5cm由静止释放，滑块开始振动．他们分析位移一时间图象后发现，滑块的运动是简谐运动，滑块从最右端运动到最左端所用时间为ls，则弹簧振子的振动频率为
    0.5
    0.5
    Hz；以释放的瞬时为初始时刻、向右为正方向，则滑块运动的表达式为x=
    5cosлt
    5cosлt
    cm．

    C．（选修模块3-5）
    （1）下列关于原子和原子核的说法正确的是
    B
    B
    ．
    A．β衰变现象说明电子是原子核的组成部分
    B．波尔理论的假设之一是原子能量的量子化
    C．放射性元素的半衰期随温度的升高而变短
    D．比结合能越小表示原子核中的核子结合得越牢固
    （2）一群氢原子处于量子数n=4能级状态，氢原子的能级      示意图如图5所示，那么
    金属 铯 钙 镁 钛
    逸出功W/eV 1.9 2.7 3.7 4.1
    ①氢原子可能发射
    6
    6
    种频率的光子．
    ②氢原子由量子数n=4的能级跃迁到n=2的能级时辐射光子的频率是
    6.15×1014
    6.15×1014
    Hz，用这样的光子照射右表中几种金属，金属
    铯
    铯
    能发生光电效应，发生光电效应时，发射光电子的最大初动能是
    0.65
    0.65
    eV．（普朗克常量h=6?63×10-34J?S，1eV=1.6×10-19J）
    （3）在氘核
     
    2
    1
    H    和氚核
     
    3
    1
    H    结合成氦核
     
    4
    2
    He    的核反应方程如下：
     
    2
    1
    H+
     
    3
    1
    H→
     
    4
    2
    He+
     
    1
    0
    n+17.6MeV
    ①这个核反应称为
    聚变
    聚变

    ②要发生这样的核反应，需要将反应物质的温度加热到几百万开尔文．式中17.6MeV是核反应中
    放出
    放出
    （选填“放出”或“吸收”）的能量，核反应后生成物的总质量比核反应前物质的总质量
    减少
    减少
    （选填“增加”或“减少”）了
    3×10-29
    3×10-29
    ㎏（保留一位有效数字）

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    如图5所示,浸在水中的小木球密度小于水的密度,固定在轻弹簧一端,弹簧另一端固定在容器底部.当整个系统自由下落达到稳定时,弹簧的长度将（不计空气阻力）（    ）

    图5

    A.变长             B.不变                 C.恢复原长         D.不能判断

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    如图5所示，静止的杯中盛水，水中有一弹簧，弹簧上端系一个密度小于水的木球，下端固定于杯底.当杯自由下落时，弹簧的长度将（    ）

    图5

    A.增大                                      B.不变

    C.先减小，后增大                       D.减小，直到恢复到自然长度

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：问答题

    选做题（请从A、B和C三小题中选定两小题作答，并在答题卡上把所选题目对应字母后的方框涂满涂黑，如都作答则按A、B两小题评分．）
    A．（选修模块3-3）
    （1）下列说法中正确的是______
    A．布朗运动是分子的无规则热运动
    B．气体分子间距离减小时，分子间斥力增大，引力也增大
    C．导热性能各向同性的固体，一定不是单晶体
    D．机械能不可能全部转化为内能
    （2）如图1所示，一导热性能良好的金属气缸静放在水平面上，活塞与气缸壁间的摩擦不计．气缸内封闭了一定质量的理想气体．现缓慢地向活塞上倒一定质量的沙土，忽略环境温度的变化，在此过程中______
    A．气体的内能增大
    B．气缸内分子平均动能增大
    C．气缸内气体分子密度增大
    D．单位时间内撞击气缸壁单位面积上的分子数增多

    精英家教网

    （3）在做用油膜法估测分子的大小实验中，油酸酒精溶液的浓度为每104mL溶液中有纯油酸6mL．用注射器测得50滴这样的溶液为1mL．把l滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅水盘上，在玻璃板上描出油膜的轮廓，随后把玻璃放在坐标纸上，其形状如图2所示，坐标纸正方形小方格的边长为20mm．则油酸膜的面积是______m2，每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是______m3，根据上述数据，可估算出油酸分子的直径．
    B．（选修模块3-4）
    （1）关于对光现象的解释，下列说法中正确的是______．
    A．自然光斜射到玻璃表面时，反射光和折射光都是偏振光
    B．水面上的油膜呈现彩色是光的衍射现象
    C．光纤导光利用了光的全反射规律
    D．玻璃中的气泡看起来特别明亮是光的干涉现象
    （2）一列横波沿x轴正方向传播，在t0=0时刻的波形如图3所示，波刚好传到x=3m处，此后x=lm处的质点比x=-lm处的质点______（选填“先”、“后”或“同时”）到达波峰位置；若该波的波速为10m/s，经过△t时间，在x轴上-3m～3m区间内的波形与t0时刻的正好相同，则△t=______．
    （3）某实验小组利用数字实验系统探究弹簧振子的运动规律，装置如图4所示，水平光滑导轨上的滑块与轻弹簧组成弹簧振子，滑块上固定有传感器的发射器．把弹簧拉长5cm由静止释放，滑块开始振动．他们分析位移一时间图象后发现，滑块的运动是简谐运动，滑块从最右端运动到最左端所用时间为ls，则弹簧振子的振动频率为______Hz；以释放的瞬时为初始时刻、向右为正方向，则滑块运动的表达式为x=______cm．

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    C．（选修模块3-5）
    （1）下列关于原子和原子核的说法正确的是______．
    A．β衰变现象说明电子是原子核的组成部分
    B．波尔理论的假设之一是原子能量的量子化
    C．放射性元素的半衰期随温度的升高而变短
    D．比结合能越小表示原子核中的核子结合得越牢固
    （2）一群氢原子处于量子数n=4能级状态，氢原子的能级      示意图如图5所示，那么
    金属 铯 钙 镁 钛
    逸出功W/eV 1.9 2.7 3.7 4.1
    ①氢原子可能发射______种频率的光子．
    ②氢原子由量子数n=4的能级跃迁到n=2的能级时辐射光子的频率是______Hz，用这样的光子照射右表中几种金属，金属______能发生光电效应，发生光电效应时，发射光电子的最大初动能是______eV．（普朗克常量h=6?63×10-34J?S，1eV=1.6×10-19J）
    （3）在氘核
     21
    H    和氚核
     31
    H    结合成氦核
     42
    He    的核反应方程如下：
     21
    H+
     31
    H→
     42
    He+
     10
    n+17.6MeV
    ①这个核反应称为______
    ②要发生这样的核反应，需要将反应物质的温度加热到几百万开尔文．式中17.6MeV是核反应中______（选填“放出”或“吸收”）的能量，核反应后生成物的总质量比核反应前物质的总质量______（选填“增加”或“减少”）了______㎏（保留一位有效数字）

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    科目：高中物理 来源：2011年江苏省无锡一中高考物理二轮复习卷（一）（解析版） 题型：解答题

    选做题（请从A、B和C三小题中选定两小题作答，并在答题卡上把所选题目对应字母后的方框涂满涂黑，如都作答则按A、B两小题评分．）
    A．（选修模块3-3）
    （1）下列说法中正确的是______
    A．布朗运动是分子的无规则热运动
    B．气体分子间距离减小时，分子间斥力增大，引力也增大
    C．导热性能各向同性的固体，一定不是单晶体
    D．机械能不可能全部转化为内能
    （2）如图1所示，一导热性能良好的金属气缸静放在水平面上，活塞与气缸壁间的摩擦不计．气缸内封闭了一定质量的理想气体．现缓慢地向活塞上倒一定质量的沙土，忽略环境温度的变化，在此过程中______
    A．气体的内能增大
    B．气缸内分子平均动能增大
    C．气缸内气体分子密度增大
    D．单位时间内撞击气缸壁单位面积上的分子数增多

    （3）在做用油膜法估测分子的大小实验中，油酸酒精溶液的浓度为每104mL溶液中有纯油酸6mL．用注射器测得50滴这样的溶液为1mL．把l滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅水盘上，在玻璃板上描出油膜的轮廓，随后把玻璃放在坐标纸上，其形状如图2所示，坐标纸正方形小方格的边长为20mm．则油酸膜的面积是______m2，每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是______m3，根据上述数据，可估算出油酸分子的直径．
    B．（选修模块3-4）
    （1）关于对光现象的解释，下列说法中正确的是______．
    A．自然光斜射到玻璃表面时，反射光和折射光都是偏振光
    B．水面上的油膜呈现彩色是光的衍射现象
    C．光纤导光利用了光的全反射规律
    D．玻璃中的气泡看起来特别明亮是光的干涉现象
    （2）一列横波沿x轴正方向传播，在t=0时刻的波形如图3所示，波刚好传到x=3m处，此后x=lm处的质点比x=-lm处的质点______（选填“先”、“后”或“同时”）到达波峰位置；若该波的波速为10m/s，经过△t时间，在x轴上-3m～3m区间内的波形与t时刻的正好相同，则△t=______．
    （3）某实验小组利用数字实验系统探究弹簧振子的运动规律，装置如图4所示，水平光滑导轨上的滑块与轻弹簧组成弹簧振子，滑块上固定有传感器的发射器．把弹簧拉长5cm由静止释放，滑块开始振动．他们分析位移一时间图象后发现，滑块的运动是简谐运动，滑块从最右端运动到最左端所用时间为ls，则弹簧振子的振动频率为______Hz；以释放的瞬时为初始时刻、向右为正方向，则滑块运动的表达式为x=______cm．

    C．（选修模块3-5）
    （1）下列关于原子和原子核的说法正确的是______．
    A．β衰变现象说明电子是原子核的组成部分
    B．波尔理论的假设之一是原子能量的量子化
    C．放射性元素的半衰期随温度的升高而变短
    D．比结合能越小表示原子核中的核子结合得越牢固
    （2）一群氢原子处于量子数n=4能级状态，氢原子的能级      示意图如图5所示，那么
    金属铯钙镁钛
    逸出功W/eV1.92.73.74.1
    ①氢原子可能发射______种频率的光子．
    ②氢原子由量子数n=4的能级跃迁到n=2的能级时辐射光子的频率是______Hz，用这样的光子照射右表中几种金属，金属______能发生光电效应，发生光电效应时，发射光电子的最大初动能是______eV．
    （3）在氘核和氚核结合成氦核的核反应方程如下：
    ①这个核反应称为______
    ②要发生这样的核反应，需要将反应物质的温度加热到几百万开尔文．式中17.6MeV是核反应中______（选填“放出”或“吸收”）的能量，核反应后生成物的总质量比核反应前物质的总质量______（选填“增加”或“减少”）了______㎏（保留一位有效数字）

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