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【题目】如图所示,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,处在方向竖直向下,磁感应强度为B的匀强磁场中.质量为m、电阻为 的导体棒与固定弹簧相连,放在导轨上,导轨的电阻不计.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 . 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.求:

(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,弹簧的弹力势能为EP , 则这一过程中安培力所做的功W1和整个回路的电阻上产生的焦耳热Q分别为多少?
(3)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Q1为多少?

【答案】
(1)解:初始时刻棒中感应电动势E=BLv0,棒中感应电流I= =

作用于棒上的安培力F=BIL,

联立解得F=

安培力方向:水平向左;

答:初始时刻导体棒受到的安培力为 ,方向水平向左;


(2)解:由功和能的关系,得安培力做功W1=EP

整个回路电阻上产生的焦耳热Q= ﹣EP

答:安培力所做的功为EP ,整个回路的电阻上产生的焦耳热Q为 ﹣EP


(3)解:棒最终静止于初始位置,整个过程中产生的总热量为Q=

根据串联电路的特点可得电阻R上产生的焦耳热Q1= =

答:从导体棒开始运动直到最终静止的过程中,电阻R上产生的焦耳热为


【解析】(1)根据法拉第电磁感应定律计算感应电动势,根据闭合电路的欧姆定律计算感应电流,再根据安培力计算公式求解.(2)由功和能的关系,得安培力做功和整个回路的电阻上产生的焦耳热Q;(3)棒最终静止于初始位置,根据能量关系求解整个过程中产生的总热量,再求出电阻R上产生的焦耳热.

练习册系列答案
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【题目】如图所示,a、b、c、d、e五点在一直线上,b、c两点间的距离等于d、e两点间的距离.在a点固定放置一个点电荷,带电量为+Q,已知在+Q的电场中b、c两点间的电势差为U.将另一个点电荷+q从d点移动到e点的过程中( )

A.电场力做功qU
B.克服电场力做功qU
C.电场力做功大于qU
D.电场力做功小于qU

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【题目】如图甲所示,轻杆一端固定在转轴0点,另一端固定一小球,现让小球在竖直平面内做半径为R的圆周运动.小球运动到最高点时,杆与小球间弹力大小为F,小球在最高点的速度大小为v,其F﹣v2图象如乙图所示.则( )

A.v2=c时,杆对小球的弹力方向向上
B.当地的重力加速度大小为
C.小球的质量为
D.v2=2b时,小球受到的弹力与重力大小不相等

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【题目】有一电流计,内阻Rg=25Ω,满偏电流Ig=3mA,现对它进行改装,下列正确的是( )
A.把它改装成量程为0.6A的电流表,需与它并联一个约0.126Ω的电阻
B.把它改装成量程为0.6A的电流表,需与它并联一个约0.125Ω的电阻
C.把它改装成量程为3v的电压表,需与它串联一个1000Ω的电阻
D.把它改装成量程为3v的电压表,需与它串联一个975Ω的电阻

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【题目】甲乙两位同学在实验室利用如图(a)所示的电路测定定值电阻R0 , 电源的电动势E和内电阻r,调节滑动变阻器的滑动触头P向某一方向移动时,甲同学记录了电流表A和电压表V1的测量数据,乙同学记录的是电流表A和电压表V2的测量数据.并根据数据描绘了如图(b)所示的两条U﹣I直线.回答下列问题:

①根据图(b),可以求出定值电阻R0=Ω,电源电动势E=V,内电阻r=Ω.(以上结果均保留2位有效数字)
②由于(填“电流表分压”或“电压表分流”)的影响,测得的电源电动势比实际值偏小.
若用下列甲图方法测电源电动势和内阻,实验时改变电阻箱的阻值,记录外电路的总电阻阻值R,用灵敏电流计测得对应的电流值I.多次测量后分别得到如图乙所示的 ﹣R关系图线.
由图线可知该电源的电动势E=V,内阻r=Ω.

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【题目】如图所示,左侧为两间距d=10cm的平行金属板,加上电压;中间用虚线框表示的正三角形内存在垂直纸面向里的匀强磁场B1 , 三角形底点A与下金属板平齐,AB边的中点P恰好在上金属板的右端点;三角形区域AC右侧也存在垂直纸面向里,范围足够大的匀强磁场B2 . 现从左端沿中心轴线方向以v0射入一个重力不计的带电微粒,微粒质量m=1.0×10﹣10kg,带电荷量q=﹣1.0×10﹣4C;带电粒子恰好从P点垂直AB边以速度v=2×105m/s进入磁场,则

(1)求带电微粒的初速度v0
(2)若带电微粒第一次垂直穿过AC,则求磁感应强度B1及第一次在B1中飞行时间;
(3)带电微粒再次经AC边回到磁场B1后,求 的取值在什么范围可以使带电微粒只能从BC边穿出?

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【题目】如图所示,ABCD是一个盆式容器,盆内侧壁与盆底BC的连接处都是一段与BC相切的圆弧,B、C为水平的,其距离d=0.50m盆边缘的高度为h=0.30m.在A处放一个质量为m的小物块并让其从静止出发下滑.已知盆内侧壁是光滑的,而盆底BC面与小物块间的动摩擦因数为μ=0.10.小物块在盆内来回滑动,最后停下来,则停的地点到B的距离为( )

A.0.50m
B.0.25m
C.0.10m
D.0

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【题目】关于电场场强的概念,下列说法正确的是( )
A.由E= 可知,电场中某点的场强E与q成反比,与F成正比
B.正负试探电荷在电场中同一点受到的电场力方向相反,所以某一点场强方向与放入试探电荷的正负有关
C.电场中某一点的场强与放入该点的试探电荷正负无关
D.电场中某一点不放试探电荷时,该点场强等于零

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【题目】如图所示,一段导线abcd位于磁感应强度大小为B的匀强磁场中,且与磁场方向(垂直于纸面向里)垂直.线段ab、bc和cd的长度均为L,且∠abc=∠bcd=135°.流经导线的电流为I,方向如图中箭头所示.导线段abcd所受到的磁场的作用力的合力( )

A.方向沿纸面向下,大小为( +1)ILB
B.方向沿纸面向上,大小为( +1)ILB
C.方向沿纸面向下,大小为( ﹣1)ILB
D.方向沿纸面向上,大小为( ﹣1)ILB

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