题目内容
17．
如图，光滑金属直轨道MN和PO固定在同一水平面内，MN、PQ平行且足够长，轨道的宽L=0.5m．轨道左端接R=0.4Ω的电阻．轨道处于磁感应强度大小B=0.4T，方向竖直向下的匀强磁场中．导体棒ab在沿着轨道方向向右的力F=1.0N作用下，由静止开始运动，导体棒与轨道始终接触良好并且相互垂直，导体棒的电阻r=0.1Ω，轨道电阻不计．求：（1）导体棒的速度v=5.0m/s时，求导体棒产生的感应电动势E感和导体棒受到安培力的大小F安．
（2）导体棒能达到的最大速度大小vm．
分析 （1）由题已知速度大小v，由E=BLv求出感应电动势大小，再由闭合电路欧姆定律可求出通过电阻的电流大小；根据安培力公式可求出其大小．
（2）在水平方向上，导线受到拉力和安培力，当二力平衡时达到最大速度．
解答 解：（1）由法拉第电磁感应定律有：E=BLv=0.4×0.5×5V=1V ①
由闭合电路欧姆定律有：I=$\frac{E}{R+r}$ ②
由安培力公式有：F安=ILB ③
联立①②③并代入数据解得：F安=0.4N
（2）设导体棒达到最大速度vm时，产生的电动势为E1，通过导体棒电流为I1，
根据受力平衡有：I1LB=F ④
由法拉第电磁感应定律有：E1=BLvm ⑤
由闭合电路欧姆定律有：I1=$\frac{{E}_{1}}{R+r}$ ⑥
联立④⑤⑥并代入数据解得：Vm=12.5m/s
答：（1）导体棒的速度v=5.0m/s时，导体棒产生的感应电动势E感为1V，导体棒受到安培力的大小为0.4N．
（2）导体棒能达到的最大速度大小为12.5m/s．
点评 本题是导体在导轨上运动类型，根据法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律、安培力公式结合研究．
练习册系列答案
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12．在物理学理论建立的过程中，有许多伟大的科学家做出了巨大的贡献．关于科学家和他们的贡献，下列说法正确的是（ ）
| A． | 伽利略利用行星运行的规律，并通过月地检验，得出了万有引力定律 | |
| B． | 贝克勒尔发现了天然放射性，开始了原子核结构的研究 | |
| C． | 汤姆孙发现了电子并提出了原子的核式结构 | |
| D． | 牛顿通过斜面实验结合逻辑推理的方法对“自由落体运动”进行了系统的研究 |
如图所示，水平放置的圆盘半径为R=1m，在其边缘C点固定一个高度不计的小桶，在圆盘直径CD的正上方放置一条水平滑道 AB，滑道与CD平行．滑道右端B与圆盘圆心O在同一竖直线上，其高度差为h=1.25m．在滑道左端静止放置质量为m=0.4kg的物块（可视为质点），物块与滑道间的动摩擦因数为μ=0.2．当用一大小为F=4N的水平向右拉力拉动物块的同时，圆盘从图示位置以角速度ω=2πrad/s，绕穿过圆心O的竖直轴匀速转动．拉力作用一段时间后撤掉，物块在滑道上继续滑行，由B点水平抛出，恰好落入小桶内．重力加速度取10m/s2．
5．设某人在速度为0.5c的飞船上，打开一个光源，则下列说法正确的是（ ）
| A． | 飞船正前方地面上的观察者看到这一光速为1.5c | |
| B． | 飞船正后方地面上的观察者看到这一光速为0.5c | |
| C． | 只有在垂直飞船前进方向的地面上的观察者看到这一光速是c | |
| D． | 在地面上任何地方的观察者看到的光速都是c |
12．
交变电流电压的有效值为6V，它和电阻R1、R2及电容器C、电压表一起连接成如图所示的电路，图中电压表的读数为U1，为了保证电容器C不被击穿，电容器的耐压值为U2，电容器在电路中正常工作，则（ ）
交变电流电压的有效值为6V，它和电阻R1、R2及电容器C、电压表一起连接成如图所示的电路，图中电压表的读数为U1，为了保证电容器C不被击穿，电容器的耐压值为U2，电容器在电路中正常工作，则（ ）| A． | U1=6$\sqrt{2}$ V U2=6 V | B． | U1=6 V U2=3$\sqrt{2}$ V | ||
| C． | U1=6$\sqrt{2}$ V U2≥6 V | D． | U1=6 V U2≥6$\sqrt{2}$ V |
2．
如图所示，一水平放置的平行板电容器其间距为d，两极板分别与电池的两极相连，上极板中央有一小孔，小孔对电场的影响可以忽略不计．开关闭合时，小孔正上方$\frac{d}{3}$处有一带正电的粒子，粒子由静止开始下落恰好能到达下极板但没有与下极板接触，下列说法正确的是（ ）
如图所示，一水平放置的平行板电容器其间距为d，两极板分别与电池的两极相连，上极板中央有一小孔，小孔对电场的影响可以忽略不计．开关闭合时，小孔正上方$\frac{d}{3}$处有一带正电的粒子，粒子由静止开始下落恰好能到达下极板但没有与下极板接触，下列说法正确的是（ ）| A． | 保持开关闭合，若将下极板上移$\frac{d}{2}$，粒子将在距上级板$\frac{d}{3}$处返回 | |
| B． | 保持开关闭合，若将下极板上移$\frac{d}{2}$，粒子将在距上级板$\frac{d}{5}$处返回 | |
| C． | 断开开关，若将下极板上移$\frac{d}{5}$，粒子将能返回原处 | |
| D． | 断开开关，若将上极板上移$\frac{d}{5}$，粒子将能返回原处 |
9．质量为2kg的物体被人用手由静止向上提高2m，这时物体的速度是4m/s，不计一切阻力，g=10m/s2，下列说法中正确的是（ ）
| A． | 手对物体做功40J | B． | 合外力对物体做功16J | ||
| C． | 物体动能增加了56J | D． | 物体重力势能增加了20J |
6．下列关于传感器的说法中正确的是（ ）
| A． | 金属热电阻是一种可以将电学量转换为热学量的传感器 | |
| B． | 电饭锅是通过压力传感器实现温度的自动控制 | |
| C． | 干簧管是一种能够感知电场的传感器 | |
| D． | 传感器能将非电学量按一定规律转换成电学量或者是电路的通断 |
7．
如图所示，水平路面上有一辆质量为M的汽车，车厢中有一个质量为m的人正用恒力F向前推车厢，在车以加速度a向前加速行驶距离L的过程中，下列说法不正确的是（ ）
如图所示，水平路面上有一辆质量为M的汽车，车厢中有一个质量为m的人正用恒力F向前推车厢，在车以加速度a向前加速行驶距离L的过程中，下列说法不正确的是（ ）| A． | 人对车的推力F做的功为FL | B． | 车对人做的功为maL | ||
| C． | 车对人的作用力大小为ma | D． | 车对人的摩擦力做的功为（F+ma）L |