[题目]如图所示.电阻不计.间距为L的平行金属导轨固定于水平面上.其左端接有阻值为R的电阻.整个装置放在磁感应强度为B.方向竖直向上的匀强磁场中.质量为m.电阻为r的金属棒ab垂直放置予导轨上.以水平初速度v0向右运动.金属棒的位移为x时停下.其在运动过程中始终与导轨垂直且与导轨保持良好接触.金属棒与导轨间的动摩擦因数为μ.重力加速度为g.求:金属棒在运动过� 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，电阻不计、间距为L的平行金属导轨固定于水平面上，其左端接有阻值为R的电阻，整个装置放在磁感应强度为B、方向竖直向上的匀强磁场中。质量为m、电阻为r的金属棒ab垂直放置予导轨上，以水平初速度v0向右运动，金属棒的位移为x时停下。其在运动过程中始终与导轨垂直且与导轨保持良好接触。金属棒与导轨间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g。求：金属棒在运动过程中

(1)通过金属棒ab的电流最大值和方向；

(2)加速度的最大值am；

(3)电阻R上产生的焦耳热QR。

【答案】(1)，电流方向为；(2)；(3)

【解析】

(1)电动势的最大值为

由闭合电路欧姆定律得

通过导体棒的电流方向为

(2)由牛顿第二定律

安培力大小为，其中

摩擦力大小为

代入得

(3)功能关系得

电阻上产生的热量为

代入得

练习册系列答案

A. 粗糙地带与滑块间的动摩擦因数

B. 匀速运动过程中速度大小

C. 第一个滑块进入粗糙地带后，第二个滑块进入前各段轻杆的弹力大小相等

D. 在水平恒力F作用下，10个滑块全部可以进入粗糙地带

【题目】在光滑绝缘水平面上，三个带电小球a、b和c分别位于边长为l的正三角形的三个顶点上；a、b带正电，电荷量均为q，整个系统置于方向水平的匀强电场中。若三个小球均处于静止状态，则c球的带电量为（　　）

A.+q B.-q C.+2qD.-2q

【题目】二极管具有单向导电性，正向导通时电阻几乎为零，电压反向时电阻往往很大。某同学想要测出二极管的反向电阻，进行了如下步骤：

步骤一：他先用多用电表欧姆档进行粗测：将红、黑表笔分别插入正、负表笔插孔，二极管的两端分别标记为A和B。将红表笔接A端，黑表笔接B端时，指针几乎不偏转；红表笔接B端，黑表笔接A端时，指针偏转角度很大，则为了测量该二极管的反向电阻，应将红表笔接二极管的___________端（填“A”或“B”）；

步骤二：该同学粗测后得到RD=1490，接着他用如下电路（图一）进行精确测量：已知电压表量程0~3V，内阻RV=3k。实验时，多次调节电阻箱，记下电压表的示数U和相应的电阻箱的电阻R，电源的内阻不计，得到与的关系图线如下图（图二）所示。由图线可得出：电源电动势E=___________，二极管的反向电阻=__________；

步骤二中二极管的反向电阻的测量值与真实值相比，结果是___________（填“偏大”、“相等”或“偏小”）。

【题目】如图所示，设水车的转轮以某一较大的角速度ω做匀速圆周运动，轮缘上有两个水滴A、B同时从同一高度被甩出，并且都落到转轮右侧的水平地面上，假设水滴被甩出的瞬时速度大小与其在轮上运动时相等，速度方向沿转轮的切线方向，不计空气阻力。下列判断中正确的有（）

A.两水滴落到水平地面上的速度相同

B.两水滴在空中飞行过程中重力做的功相等

C.高度一定，ω越大，两水滴在空中飞行的时间差△t越大

D.高度一定，ω越大，两水滴落地点的距离Δx越大

【题目】如图所示a、b、c、d为匀强电场中的等势面，一个质量为m电荷量为q（q>0）的粒子在匀强电场中运动。A、B为其运动轨迹上的两点。已知该粒子在A点的速度大小为v1，在B点的速度大小为v2，方向与等势面平行。A、B连线长为L，连线与等势面间的夹角为θ，不计粒子受到的重力，则（　　）

A.v1小于v2

B.等势面b的电势比等势面c的电势低

C.粒子从A运动到B所用时间为

D.匀强电场的电场强度大小为

【题目】如图所示，真空室内存在宽度为d=8cm的匀强磁场区域，磁感应强度B=0.332T，磁场方向垂直于纸面向里；ab、cd足够长，cd为厚度不计的金箔，金箔右侧有一匀强电场区域，电场强度E=3.32×105N/C；方向与金箔成角。紧挨边界ab放一点状α粒子放射源S，可沿纸面向各个方向均匀放射初速率相同的α粒子，已知：α粒子的质量m=6.64×10－27kg，电荷量q=3.2×10－19C，初速度v=3.2×106m/s。重力不计，（sin°=0.6，cos =0.8）求：

(1)金箔cd被α粒子射中区域的长度L；

(2)设打在金箔上d端离cd中心最远的α粒子穿出金箔进入电场，在电场中运动通过N点，SN⊥ab且SN=40cm，则此α粒子从金箔上穿出时，损失的动能为多少？

【题目】在电磁感应现象中，感应电动势分为动生电动势和感生电动势两种。产生感应电动势的那部分导体就相当于“电源”，在“电源”内部非静电力做功将其它形式的能转化为电能。

(1)利用图甲所示的电路可以产生动生电动势。设匀强磁场的磁感应强度为B，金属棒ab的长度为L，在外力作用下以速度v水平向右匀速运动。此时金属棒中电子所受洛仑兹力f沿棒方向的分力f1即为“电源”内部的非静电力。设电子的电荷量为e，求电子从棒的一端运动到另一端的过程中f1做的功。

(2)均匀变化的磁场会在空间激发感生电场，该电场为涡旋电场，其电场线是一系列同心圆，单个圆上的电场强度大小处处相等，如图乙所示。在某均匀变化的磁场中，将一个半径为r的金属圆环置于相同半径的电场线位置处。从圆环的两端点a、b引出两根导线，与阻值为R的电阻和内阻不计的电流表串接起来，如图丙所示。金属圆环的电阻为R0，圆环两端点a、b间的距离可忽略不计，除金属圆环外其他部分均在磁场外。此时金属圆环中的自由电子受到的感生电场力F即为非静电力。若电路中电流表显示的示数为I，电子的电荷量为e，求∶

a.金属环中感应电动势E感大小；

b.金属圆环中自由电子受到的感生电场力F的大小。

(3)直流电动机的工作原理可以简化为如图丁所示的情景。在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中，两根光滑平行金属轨道MN、PQ固定在水平面内，相距为L，电阻不计。电阻为R的金属杆ab垂直于MN、PQ放在轨道上，与轨道接触良好。轨道端点MP间接有内阻不计、电动势为E的直流电源。杆ab的中点O用水平绳系一个静置在地面上、质量为m的物块，最初细绳处于伸直状态（细绳足够长）。闭合电键S后，杆ab拉着物块由静止开始做加速运动。由于杆ab切割磁感线，因而产生感应电动势E'，且E'同电路中的电流方向相反，称为反电动势，这时电路中的总电动势等于直流电源电动势E和反电动势E'之差。

a.请分析杆ab在加速的过程中所受安培力F如何变化，并求杆的最终速度vm；

b.当电路中的电流为I时，请证明电源的电能转化为机械能的功率为。

【题目】半导体指纹传感器，多用于手机、电脑、汽车等设备的安全识别，如图所示。传感器半导体基板上有大量金属颗粒，基板上的每一点都是小极板，其外表面绝缘。当手指的指纹一面与绝缘表面接触时，由于指纹凹凸不平，凸点处与凹点处分别与半导体基板上的小极板形成正对面积相同的电容器，使每个电容器的电压保持不变，对每个电容器的放电电流进行测量，即可采集指纹。指纹采集过程中，下列说法正确的是（　　）

A.指纹的凹点处与小极板距离远，电容大

B.指纹的凸点处与小极板距离近，电容小

C.手指挤压绝缘表面，电容器两极间的距离减小，电容器带电量增大

D.手指挤压绝缘表面，电容器两极间的距离减小，电容器带电量减小

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