题目内容

【题目】如图1所示，固定于水平面的U形导线框处于竖直向下、磁感应强度为B0的匀强磁场中，导线框两平行导轨间距为l，左端接一电动势为E0、内阻不计的电源。一质量为m、电阻为r的导体棒MN垂直导线框放置并接触良好。闭合开关S，导体棒从静止开始运动。忽略摩擦阻力和导线框的电阻，平行轨道足够长。请分析说明导体棒MN的运动情况，在图2中画出速度v随时间t变化的示意图；并推导证明导体棒达到的最大速度为

【答案】导体棒做加速度逐渐减小的加速运动，达到最大速度时，加速度a=0；

【解析】

导体棒在向右运动的过程中会切割磁感线产生感应电动势，与回路中的电源形成闭合回路，根据闭合电路的欧姆定律求得电流，结合牛顿第二定律判断出速度的变化；

解：闭合开关s后，线框与导体棒组成的回路中产生电流，导体棒受到安培力开始加速运动，假设某一时刻的速度为v，此时导体棒切割产生的感应电动势为

初始阶段

回路中的电流为：

导体棒受到的安培力为，方向水平向右

因此,导体棒的加速度为，方向水平向右，即与v方向相同，随速度的增加，加速度减小，但仍与v同方向，因此，导体棒做加速度逐渐减小的加速运动，达到最大速度时，加速度a=0，即有：，解得

图象为

练习册系列答案
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C. 石子下落的时间 D. 石子下落最后1 s内的位移

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A.由A到C的过程中，小环的电势能一直增大

B.由A到C圆盘产生的电势逐渐升高

C.圆盘产生的电场中，A、C两点间的电势差为3.6V

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（i）求该绳波传播的速度；

（ii）绳上某质点从某次向上经过平衡位置开始的1s内总路程至少为多少？

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A.如果磁铁的磁性足够强，磁铁会停留在铝管中，永远不落下来

B.如果磁铁的磁性足够强，磁铁在铝管中运动时间更长，但一定会落下来

C.磁铁在铝管中运动的过程中，由于不计空气阻力，所以机械能守恒

D.如果将铝管换成塑料管，磁铁从塑料管中出来也会用较长时间

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①把长木板左端垫高，在不挂重物情况下，轻推一下小车，使小车拖着纸带做匀速运动；

②挂上钩码，接通电源后，释放小车，打出一条纸带，将点迹清楚的某点记为第零计数点，顺次选取一系列点作为计数点1、2、3......，分别测量这些计数点到第零计数点之间的距离x，然后由这些距离求出小车的加速度；

③改变钩码数量，重复步骤②，求得小车在不同合力作用下的加速度。

（1）本实验中是否必须满足重物P的质量远小于小车A的质量； _______ （填“是”或“否”）

（2）由本实验得到的数据作出小车加速度与弹簧测力计示数F的关系图象，与本实验相符合的是________；

（3）该实验小组欲利用此装置“探究小车动能变化与合外力对它所做 功的关系”，在步骤②中的纸带上，由各计数点到第零计数点之间的距离x，计算出它们与零计数点的速度平方差，弹簧测力计的示数F，小车A的质量m，然后建立坐标系，通过描点法得到的图象是一条过原点的直线，如图所示，则这条直线斜率的表达式为__________。（用题中已知条件表示）

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（1）该种玻璃材料的折射率。

（2）若使用该种材料制作成如图乙所示的扇形透明柱状介质AOB，半径为仍R，圆心角。一束平行于OB的单色光由OA面射入介质，要使柱体AB面上没有光线射出，至少要在O点竖直放置多高的遮光板？（不考虑OB面的反射）

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（2）金属棒在导轨上运动时电阻丝R1上消耗的最大功率；

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