题目内容

【题目】如图，水平面（纸面）内间距为l的平行金属导轨间接一电阻，质量为m、长度为l的金属杆置于导轨上。t=0时，金属杆在水平向右、大小为F的恒定拉力作用下由静止开始运动，t0时刻，金属杆进入磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场区域，且在磁场中恰好能保持匀速运动。杆与导轨的电阻均忽略不计，两者始终保持垂直且接触良好，两者之间的动摩擦因数为μ。重力加速度大小为g。求：

（1）金属杆在磁场中运动时产生的电动势的大小；

（2）电阻的阻值。

【答案】（1） （2）

【解析】（1）设金属杆进入磁场前的加速度大小为a，由牛顿第二定律得ma=F-μmg①

设金属杆到达磁场左边界时的速度为v，由运动学公式有v=at0②

当金属杆以速度v在磁场中运动时，由法拉第电磁感应定律，杆中的电动势为E=Blv③

联立①②③式可得E=Blt0④

（2）设金属杆在磁场区域中匀速运动时，金属杆的电流为I，根据欧姆定律I=⑤

式中R为电阻的阻值。金属杆所受的安培力为f=BIl⑥

因金属杆做匀速运动，由牛顿运动定律得F–μmg–f=0⑦

联立④⑤⑥⑦式得R=⑧

练习册系列答案
相关题目

【题目】如图所示的（图中长木板水平固定）是高中物理常用的力学实验装置，现用该装置完成测定木块运动加速度

（1）下例实验照片中是否有实验错误、不合理或不必要之处？若存在问题，请指明问题所在。

照片A（电键一侧连蓄电池）照片B 木块释放位置

（2）如图所示为从实验中得到的一条认为最能反映木块匀变速运动纸带的一部分，0，1，2，3，4，5，6为计数点，相邻两计数点间还有4个打点未画出，从纸带上测得则木块的加速度大小（保留两位有效数字）

（3）下列哪些措施能有助于减小实验的误差（ ）

A．选用输出电压稳定性更佳的稳恒电源

B．选用输出电压变化周期更稳定的交流电源

C．调节滑轮高度，使拉线与长木板平行

D．实验中满足砝码盘和砝码的总质量为远小于木块的质量M

E. 实验前先平衡滑块与木板间的摩擦力

【题目】“用DIS描绘电场的等势线”的实验装置示意图如图所示。

（1）（单选题）该实验描绘的是

（A）两个等量同种电荷周围的等势线

（B）两个等量异种电荷周围的等势线

（C）两个不等量同种电荷周围的等势线

（D）两个不等量异种电荷周围的等势线

（2）（单选题）实验操作时，需在平整的木板上依次铺放

（A）导电纸、复写纸、白纸

（B）白纸、导电纸、复写纸

（C）导电纸、白纸、复写纸

（D）白纸、复写纸、导电纸

（3）若电压传感器的红、黑探针分别接触图中d、f两点（f、d连线与A、B连线垂直）时，示数小于零。为使示数为零，应保持红色探针与d点接触，而将黑色探针（选填：“向左”或“向右”）移动。

【题目】如图所示，在xOy平面内，0＜x＜2L的区域内有一方向竖直向上的匀强电场，2L＜x＜3L的区域内有一方向竖直向下的匀强电场，两电场强度大小相等。x＞3L的区域内有一方向垂直于xOy平面向外的匀强磁场。某时刻，一带正电的粒子从坐标原点以沿x轴正方向的初速度v0进入电场；之后的另一时刻，一带负电粒子以同样的初速度从坐标原点进入电场。正、负粒子从电场进入磁场时速度方向与电场和磁场边界的夹角分别为60°和30°，两粒子在磁场中分别运动半周后在某点相遇。已经两粒子的重力以及两粒子之间的相互作用都可忽略不计，两粒子带电量大小相等。求：

（1）正、负粒子的质量之比m1：m2；

（2）两粒子相遇的位置P点的坐标；

（3）两粒子先后进入电场的时间差。

【题目】水平面上有电阻不计的U形导轨NMPQ，它们之间的宽度为L，M和P之间接入电动势为E的电源（不计内阻）。现垂直于导轨搁一根质量为m、电阻为R的金属棒ab，并加一个范围较大的匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向与水平面夹角为θ且指向右斜上方，如图所示。

问：（1）当ab棒静止时，ab棒受到的支持力和摩擦力各为多少？

（2）若B的大小和方向均能改变，则要使ab棒所受支持力为零，B的大小至少为多少？此时B的方向如何？

【题目】如图所示，图面内有竖直线DD＇，过DD＇且垂直于图面的平面将空间分成I、II两区域。区域I有方向竖直向上的匀强电场和方向垂直图面的匀强磁场B（图中未画出）；区域II有固定在水平面上高、倾角的光滑绝缘斜面，斜面顶端与直线DD＇距离，区域II可加竖直方向的大小不同的匀强电场（图中未画出）；C点在DD＇上，距地面高。零时刻，质量为m、带电量为q的小球P在K点具有大小、方向与水平面夹角的速度。在区域I内做半径的匀速圆周运动，经C点水平进入区域II。某时刻，不带电的绝缘小球A由斜面顶端静止释放，在某处与刚运动到斜面的小球P相遇。小球视为质点，不计空气阻力及小球P所带电量对空间电磁场的影响。l已知，g为重力加速度。

（1）求匀强磁场的磁感应强度B的大小；

（2）若小球A、P在斜面底端相遇，求释放小球A的时刻tA；

（3）若小球A、P在时刻（β为常数）相遇于斜面某处，求此情况下区域II的匀强电场的场强E，并讨论场强E的极大值和极小值及相应的方向。

【题目】如图所示，粗糙斜面的倾角θ=37°，边长L1=0.5 m的正方形区域内存在着垂直于斜面向下的匀强磁场。一个匝数n=10匝的刚性正方形线框，边长为L2=0.6 m，通过松弛的柔软导线（对线框的作用力近似为零）与电阻R相连，R=1.25 Ω。正方形磁场区域的一半恰好在正方形线框内部。已知线框质量m=2 kg，总电阻R0=1.25 Ω，与斜面间的动摩擦因数μ=0.5．从t=0时起，磁场的磁感应强度按B=B0－2t（T）的规律变化，线框能保持一段时间静止在斜面上。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8．求：

（1）线框不动时，回路中的感应电动势E；

（2）B0的取值范围；

（3）线框保持不动的时间内，电阻R上产生的热量Q的最大值是多少？

【题目】在一次救援中，一辆汽车停在一倾角为370的小山坡坡底，突然司机发现在距坡底48 m的山坡处一巨石以8 m/s的初速度加速滚下，巨石和山坡间的动摩擦因数为0.5，巨石到达坡底进入水平面的过程速率不变，在水平面的运动可以近似看成加速度大小为2m/s2的匀减速直线运动；司机发现险情后经过2s汽车才启动起来，并以0.5m/s2的加速度一直做匀加速直线运动（如图所示），求：

（1）巨石到达坡底时间和速率分别是多少？

（2）汽车司机能否安全脱险？

【题目】如图所示，光滑水平面上有A、B、C三个物块，其质量分别为mA=2.0kg，mB=1.0kg，mC=1.0kg．现用一轻弹簧将A、B两物块连接，并用力缓慢压缩弹簧使A、B两物块靠近，此过程外力做功108J（弹簧仍处于弹性限度内），然后同时释放A、B，弹簧开始逐渐变长，当弹簧刚好恢复原长时，C恰以4m/s的速度迎面与B发生碰撞并粘连在一起．求

（1）弹簧刚好恢复原长时（B与C碰撞前）A和B物块速度的大小？

（2）当弹簧第二次被压缩时，弹簧具有的最大弹性势能为多少？

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