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如圖5所示,固定的水平光滑金屬導軌,間距為L,左端接有阻值為R的電阻,處在方向豎直、磁感應強度為B的勻強磁場中,質量為m的導體棒與固定彈簧相連,放在導軌上,導軌與導體棒的電阻均可忽略.初始時刻,彈簧恰處于自然長度,導體棒具有水平向右的初速度v0.在沿導軌往復運動的過程中,導體棒始終與導軌垂直并保持良好接觸.?

圖5

(1)求初始時刻導體棒受到的安培力.

(2)若導體棒從初始時刻到速度第一次為零時,彈簧的彈性勢能為Ep,則這一過程中安培力所做的功W1和電阻R上產生的焦耳熱Q1分別為多少?

(3)導體棒往復運動,最終將靜止于何處?從導體棒開始運動直到最終靜止的過程中,電阻R上產生的焦耳熱Q為多少?

解析：(1)初始時刻棒中感應電動勢E=Lv0B                                                       ①?

棒中感應電流                                                                                       ②?

作用于棒上的安培力F=ILB                                                                              ③?

聯立①②③,得

安培力方向:水平向左.?

(2)由功和能的關系,得

安培力做功

電阻R上產生的焦耳熱　

(3)由能量轉化及平衡條件等,可判斷:

棒最終靜止于初始位置,

答案：(1)　方向水平向左?


練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

選做題（請從A、B和C三小題中選定兩小題作答，并在答題卡上把所選題目對應字母后的方框涂滿涂黑，如都作答則按A、B兩小題評分．）
A．（選修模塊3-3）
（1）下列說法中正確的是
B
B

A．布朗運動是分子的無規則熱運動
B．氣體分子間距離減小時，分子間斥力增大，引力也增大
C．導熱性能各向同性的固體，一定不是單晶體
D．機械能不可能全部轉化為內能
（2）如圖1所示，一導熱性能良好的金屬氣缸靜放在水平面上，活塞與氣缸壁間的摩擦不計．氣缸內封閉了一定質量的理想氣體．現緩慢地向活塞上倒一定質量的沙土，忽略環境溫度的變化，在此過程中
CD
CD

A．氣體的內能增大
B．氣缸內分子平均動能增大
C．氣缸內氣體分子密度增大
D．單位時間內撞擊氣缸壁單位面積上的分子數增多

（3）在做用油膜法估測分子的大小實驗中，油酸酒精溶液的濃度為每104mL溶液中有純油酸6mL．用注射器測得50滴這樣的溶液為1mL．把l滴該溶液滴入盛水的淺盤里，待水面穩定后，將玻璃板放在淺水盤上，在玻璃板上描出油膜的輪廓，隨后把玻璃放在坐標紙上，其形狀如圖2所示，坐標紙正方形小方格的邊長為20mm．則油酸膜的面積是
2.4×10-2
2.4×10-2
m2，每一滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積是
1.2×10-11
1.2×10-11
m3，根據上述數據，可估算出油酸分子的直徑．
B．（選修模塊3-4）
（1）關于對光現象的解釋，下列說法中正確的是
AC
AC
．
A．自然光斜射到玻璃表面時，反射光和折射光都是偏振光
B．水面上的油膜呈現彩色是光的衍射現象
C．光纖導光利用了光的全反射規律
D．玻璃中的氣泡看起來特別明亮是光的干涉現象
（2）一列橫波沿x軸正方向傳播，在t0=0時刻的波形如圖3所示，波剛好傳到x=3m處，此后x=lm處的質點比x=-lm處的質點
后
后
（選填“先”、“后”或“同時”）到達波峰位置；若該波的波速為10m/s，經過△t時間，在x軸上-3m～3m區間內的波形與t0時刻的正好相同，則△t=
0.4ns（n=1，2，3┅）
0.4ns（n=1，2，3┅）
．
（3）某實驗小組利用數字實驗系統探究彈簧振子的運動規律，裝置如圖4所示，水平光滑導軌上的滑塊與輕彈簧組成彈簧振子，滑塊上固定有傳感器的發射器．把彈簧拉長5cm由靜止釋放，滑塊開始振動．他們分析位移一時間圖象后發現，滑塊的運動是簡諧運動，滑塊從最右端運動到最左端所用時間為ls，則彈簧振子的振動頻率為
0.5
0.5
Hz；以釋放的瞬時為初始時刻、向右為正方向，則滑塊運動的表達式為x=
5cosлt
5cosлt
cm．

C．（選修模塊3-5）
（1）下列關于原子和原子核的說法正確的是
B
B
．
A．β衰變現象說明電子是原子核的組成部分
B．波爾理論的假設之一是原子能量的量子化
C．放射性元素的半衰期隨溫度的升高而變短
D．比結合能越小表示原子核中的核子結合得越牢固
（2）一群氫原子處于量子數n=4能級狀態，氫原子的能級      示意圖如圖5所示，那么
金屬 銫 鈣 鎂 鈦
逸出功W/eV 1.9 2.7 3.7 4.1
①氫原子可能發射
6
6
種頻率的光子．
②氫原子由量子數n=4的能級躍遷到n=2的能級時輻射光子的頻率是
6.15×1014
6.15×1014
Hz，用這樣的光子照射右表中幾種金屬，金屬
銫
銫
能發生光電效應，發生光電效應時，發射光電子的最大初動能是
0.65
0.65
eV．（普朗克常量h=6?63×10-34J?S，1eV=1.6×10-19J）
（3）在氘核
 
2
1
H和氚核
 
3
1
H結合成氦核
 
4
2
He的核反應方程如下：
 
2
1
H+
 
3
1
H→
 
4
2
He+
 
1
0
n+17.6MeV
①這個核反應稱為
聚變
聚變

②要發生這樣的核反應，需要將反應物質的溫度加熱到幾百萬開爾文．式中17.6MeV是核反應中
放出
放出
（選填“放出”或“吸收”）的能量，核反應后生成物的總質量比核反應前物質的總質量
減少
減少
（選填“增加”或“減少”）了
3×10-29
3×10-29
㎏（保留一位有效數字）

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖5所示,浸在水中的小木球密度小于水的密度,固定在輕彈簧一端,彈簧另一端固定在容器底部.當整個系統自由下落達到穩定時,彈簧的長度將（不計空氣阻力）（    ）

圖5

A.變長             B.不變                 C.恢復原長         D.不能判斷

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖5所示，靜止的杯中盛水，水中有一彈簧，彈簧上端系一個密度小于水的木球，下端固定于杯底.當杯自由下落時，彈簧的長度將（    ）

圖5

A.增大                                      B.不變

C.先減小，后增大                       D.減小，直到恢復到自然長度

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

選做題（請從A、B和C三小題中選定兩小題作答，并在答題卡上把所選題目對應字母后的方框涂滿涂黑，如都作答則按A、B兩小題評分．）
A．（選修模塊3-3）
（1）下列說法中正確的是______
A．布朗運動是分子的無規則熱運動
B．氣體分子間距離減小時，分子間斥力增大，引力也增大
C．導熱性能各向同性的固體，一定不是單晶體
D．機械能不可能全部轉化為內能
（2）如圖1所示，一導熱性能良好的金屬氣缸靜放在水平面上，活塞與氣缸壁間的摩擦不計．氣缸內封閉了一定質量的理想氣體．現緩慢地向活塞上倒一定質量的沙土，忽略環境溫度的變化，在此過程中______
A．氣體的內能增大
B．氣缸內分子平均動能增大
C．氣缸內氣體分子密度增大
D．單位時間內撞擊氣缸壁單位面積上的分子數增多

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（3）在做用油膜法估測分子的大小實驗中，油酸酒精溶液的濃度為每104mL溶液中有純油酸6mL．用注射器測得50滴這樣的溶液為1mL．把l滴該溶液滴入盛水的淺盤里，待水面穩定后，將玻璃板放在淺水盤上，在玻璃板上描出油膜的輪廓，隨后把玻璃放在坐標紙上，其形狀如圖2所示，坐標紙正方形小方格的邊長為20mm．則油酸膜的面積是______m2，每一滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積是______m3，根據上述數據，可估算出油酸分子的直徑．
B．（選修模塊3-4）
（1）關于對光現象的解釋，下列說法中正確的是______．
A．自然光斜射到玻璃表面時，反射光和折射光都是偏振光
B．水面上的油膜呈現彩色是光的衍射現象
C．光纖導光利用了光的全反射規律
D．玻璃中的氣泡看起來特別明亮是光的干涉現象
（2）一列橫波沿x軸正方向傳播，在t0=0時刻的波形如圖3所示，波剛好傳到x=3m處，此后x=lm處的質點比x=-lm處的質點______（選填“先”、“后”或“同時”）到達波峰位置；若該波的波速為10m/s，經過△t時間，在x軸上-3m～3m區間內的波形與t0時刻的正好相同，則△t=______．
（3）某實驗小組利用數字實驗系統探究彈簧振子的運動規律，裝置如圖4所示，水平光滑導軌上的滑塊與輕彈簧組成彈簧振子，滑塊上固定有傳感器的發射器．把彈簧拉長5cm由靜止釋放，滑塊開始振動．他們分析位移一時間圖象后發現，滑塊的運動是簡諧運動，滑塊從最右端運動到最左端所用時間為ls，則彈簧振子的振動頻率為______Hz；以釋放的瞬時為初始時刻、向右為正方向，則滑塊運動的表達式為x=______cm．

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C．（選修模塊3-5）
（1）下列關于原子和原子核的說法正確的是______．
A．β衰變現象說明電子是原子核的組成部分
B．波爾理論的假設之一是原子能量的量子化
C．放射性元素的半衰期隨溫度的升高而變短
D．比結合能越小表示原子核中的核子結合得越牢固
（2）一群氫原子處于量子數n=4能級狀態，氫原子的能級      示意圖如圖5所示，那么
金屬 銫 鈣 鎂 鈦
逸出功W/eV 1.9 2.7 3.7 4.1
①氫原子可能發射______種頻率的光子．
②氫原子由量子數n=4的能級躍遷到n=2的能級時輻射光子的頻率是______Hz，用這樣的光子照射右表中幾種金屬，金屬______能發生光電效應，發生光電效應時，發射光電子的最大初動能是______eV．（普朗克常量h=6?63×10-34J?S，1eV=1.6×10-19J）
（3）在氘核
 21
H和氚核
 31
H結合成氦核
 42
He的核反應方程如下：
 21
H+
 31
H→
 42
He+
 10
n+17.6MeV
①這個核反應稱為______
②要發生這樣的核反應，需要將反應物質的溫度加熱到幾百萬開爾文．式中17.6MeV是核反應中______（選填“放出”或“吸收”）的能量，核反應后生成物的總質量比核反應前物質的總質量______（選填“增加”或“減少”）了______㎏（保留一位有效數字）

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科目：高中物理 來源：2011年江蘇省無錫一中高考物理二輪復習卷（一）（解析版） 題型：解答題

選做題（請從A、B和C三小題中選定兩小題作答，并在答題卡上把所選題目對應字母后的方框涂滿涂黑，如都作答則按A、B兩小題評分．）
A．（選修模塊3-3）
（1）下列說法中正確的是______
A．布朗運動是分子的無規則熱運動
B．氣體分子間距離減小時，分子間斥力增大，引力也增大
C．導熱性能各向同性的固體，一定不是單晶體
D．機械能不可能全部轉化為內能
（2）如圖1所示，一導熱性能良好的金屬氣缸靜放在水平面上，活塞與氣缸壁間的摩擦不計．氣缸內封閉了一定質量的理想氣體．現緩慢地向活塞上倒一定質量的沙土，忽略環境溫度的變化，在此過程中______
A．氣體的內能增大
B．氣缸內分子平均動能增大
C．氣缸內氣體分子密度增大
D．單位時間內撞擊氣缸壁單位面積上的分子數增多

（3）在做用油膜法估測分子的大小實驗中，油酸酒精溶液的濃度為每104mL溶液中有純油酸6mL．用注射器測得50滴這樣的溶液為1mL．把l滴該溶液滴入盛水的淺盤里，待水面穩定后，將玻璃板放在淺水盤上，在玻璃板上描出油膜的輪廓，隨后把玻璃放在坐標紙上，其形狀如圖2所示，坐標紙正方形小方格的邊長為20mm．則油酸膜的面積是______m2，每一滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積是______m3，根據上述數據，可估算出油酸分子的直徑．
B．（選修模塊3-4）
（1）關于對光現象的解釋，下列說法中正確的是______．
A．自然光斜射到玻璃表面時，反射光和折射光都是偏振光
B．水面上的油膜呈現彩色是光的衍射現象
C．光纖導光利用了光的全反射規律
D．玻璃中的氣泡看起來特別明亮是光的干涉現象
（2）一列橫波沿x軸正方向傳播，在t=0時刻的波形如圖3所示，波剛好傳到x=3m處，此后x=lm處的質點比x=-lm處的質點______（選填“先”、“后”或“同時”）到達波峰位置；若該波的波速為10m/s，經過△t時間，在x軸上-3m～3m區間內的波形與t時刻的正好相同，則△t=______．
（3）某實驗小組利用數字實驗系統探究彈簧振子的運動規律，裝置如圖4所示，水平光滑導軌上的滑塊與輕彈簧組成彈簧振子，滑塊上固定有傳感器的發射器．把彈簧拉長5cm由靜止釋放，滑塊開始振動．他們分析位移一時間圖象后發現，滑塊的運動是簡諧運動，滑塊從最右端運動到最左端所用時間為ls，則彈簧振子的振動頻率為______Hz；以釋放的瞬時為初始時刻、向右為正方向，則滑塊運動的表達式為x=______cm．

C．（選修模塊3-5）
（1）下列關于原子和原子核的說法正確的是______．
A．β衰變現象說明電子是原子核的組成部分
B．波爾理論的假設之一是原子能量的量子化
C．放射性元素的半衰期隨溫度的升高而變短
D．比結合能越小表示原子核中的核子結合得越牢固
（2）一群氫原子處于量子數n=4能級狀態，氫原子的能級      示意圖如圖5所示，那么
金屬銫鈣鎂鈦
逸出功W/eV1.92.73.74.1
①氫原子可能發射______種頻率的光子．
②氫原子由量子數n=4的能級躍遷到n=2的能級時輻射光子的頻率是______Hz，用這樣的光子照射右表中幾種金屬，金屬______能發生光電效應，發生光電效應時，發射光電子的最大初動能是______eV．
（3）在氘核和氚核結合成氦核的核反應方程如下：
①這個核反應稱為______
②要發生這樣的核反應，需要將反應物質的溫度加熱到幾百萬開爾文．式中17.6MeV是核反應中______（選填“放出”或“吸收”）的能量，核反應后生成物的總質量比核反應前物質的總質量______（選填“增加”或“減少”）了______㎏（保留一位有效數字）

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