[题目]如图所示.一个竖直固定的光滑长直金属导轨.间距为L.上端与一个阻值为R的电阻连接.下端断开.导轨上水平放置一个质量为m.阻值为r的金属棒.金属导轨的长度为L.导轨之间存在垂直于导轨平面向外磁感应强度为B的匀强磁场.现闭合开关K.让导体棒从静止开始沿导轨自由下落.下落过程导体棒始终与导轨良好接触.重力加速度为g.求:(1)导体棒下滑能够� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

【题目】如图所示，一个竖直固定的光滑长直金属导轨，间距为L，上端与一个阻值为R的电阻连接，下端断开。导轨上水平放置一个质量为m、阻值为r的金属棒，金属导轨的长度为L，导轨之间存在垂直于导轨平面向外磁感应强度为B的匀强磁场。现闭合开关K，让导体棒从静止开始沿导轨自由下落，下落过程导体棒始终与导轨良好接触，重力加速度为g，求：

（1）导体棒下滑能够达到的最大速度；

（2）从导体棒开始下落到速度最大的过程中，若R上产生的热量为Q，则电阻R上流过的电量为多少？

【答案】(1) (2)

【解析】（1）由题意可得导体棒由静止开始下落，当导体棒速度最大时所受合力为零，设此时导体棒电流为，速度为，根据平衡条件得：

此时导体棒两端的感应电动势为

此时导体棒中的电流强度为

解得：④

（2）导体棒开始下落到导体棒速度最大的过程中，设导体棒下降的高度是，经历的时间为

由题意可得：R上产生的热量

导体棒上产生的热量为

所以导体棒上产生的热量为

由能量守恒有

流过R的电荷量为

流过导体棒的平均电流为

平均感应电动势为

导体棒下降h高度，磁通量的变化量为

解得：

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A．t=5.25s时质点b'处于波谷

B．t=1.35s时质点a的速度正在增大

C．波传到c点时，质点c开始向上振动

D．任意时刻质点a与质点a'振动状态完全相同

E．若接收器向距它20m的波源S匀速远离，接收器接收到的频率将大于1Hz

【题目】如图所示(俯视)，MN和PQ是两根固定在同一水平面上的足够长且电阻不计的平行金属导轨。两导轨间距为L＝0.2 m，其间有一个方向垂直水平面竖直向下的匀强磁场，磁感应强度B1＝5.0 T。导轨上NQ之间接一电阻R1＝0.40 Ω，阻值为R2＝0.10 Ω的金属杆垂直导轨放置并与导轨始终保持良好接触。两导轨右端通过金属导线分别与电容器C的两极板相连。电容器C紧靠准直装置b，b紧挨着带小孔a(只能容一个粒子通过)的固定绝缘弹性圆筒，圆筒壁光滑，筒内有垂直水平面竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B2，O是圆筒的圆心，圆筒的内半径r＝0.40 m。

(1)用一个方向平行于MN水平向左且功率恒定为P＝80 W的外力F拉金属杆，使杆从静止开始向左运动。已知杆受到的摩擦阻力大小恒为Ff＝6 N，求：当金属杆最终匀速运动时杆的速度大小及电阻R1消耗的电功率？

(2)当金属杆处于(1)问中的匀速运动状态时，电容器C内紧靠极板的D处的一个带正电的粒子经C加速、b准直后从a孔垂直磁场B2并正对着圆心O进入筒中，该带电粒子与圆筒壁碰撞四次恰好又从小孔a射出圆筒。已知该带电粒子每次与筒壁发生碰撞时电荷量和能量都不损失，不计粒子的初速度、重力和空气阻力，粒子的比荷q/m＝5×107 C/kg，则磁感应强度B2多大(结果用含有正切形式的三角函数式表达)?

【题目】如图，一直立气缸通过底部的水平细管与一个上端开口的竖直管相连，气缸的横截面面积=30cm.竖直管的横截面面职为=10cm，该装置的底部盛有水银，气缸内封闭有一定量的气体。当气缸内气体的温度为=300K时，气缸内气柱的长度为=20cm，竖直管内的水银面比气缸内的水银面低h=16cm.现缓慢升高气缸内气体的温度，当温度升高到=456K时，竖直管内的水银面与气缸内的水银面相平，求：