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【題目】如圖所示，MN、PQ 為水平放置的平行導軌，通電導體棒 ab 垂直放置在導軌上。 已知導體棒質量為 1kg，長為 2m，通過的電流恒定為 5A，方向如圖所示，導體棒與導軌 間的動摩擦因數為 0.75，重力加速度為 10m/s2。若使導體棒水平向右勻速運動，要求軌道 內所加與導體棒 ab 垂直的勻強磁場最小，則磁場的方向與軌道平面的夾角是_____， 相應的磁感應強度大小為_____T。

【答案】 （1）53°或 127°， 0.6；

【解析】對導體棒進行受力分析，如圖所示，受到豎直向下的重力、豎直向上的支持力、與運動方向相反的摩擦力，故要使導體棒勻速直線運動，則安培力需為動力，則設磁場方向與軌道平面成θ角向左斜向上，由左手定則可知安培力方向與磁場垂直斜向右上方，如圖所示，

則有：BILsinθ=μFN
FN+BILcosθ=mg
聯立解得：B= ，故θ=53°時磁感應強度最小，最小值為0.6T.

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，某空間中有四個方向垂直于紙面向里、磁感應強度大小相同、半徑均為R的圓形勻強磁場區域1、2、3、4。其中1與4相切，2相切于1和3,3相切于2和4，且第1個磁場區域和第4個磁場區域的豎直方向的直徑在一條直線上。一質量為m、帶電荷量為－q的粒子，靜止置于電勢差為U0的帶電平行板(豎直放置)形成的電場中(初始位置在負極板附近)，經過電場加速后，從第1個磁場的最左端水平進入，并從第3個磁場的最下端豎直穿出。已知tan 22.5°=0.4，不計帶電粒子的重力。

（1）求帶電粒子進入磁場時的速度大��；

（2）試判斷：若在第3個磁場的下面也有一電勢差為U0的帶電平行板(水平放置，其小孔在第3個磁場最下端的正下方)形成的電場，帶電粒子能否按原路返回？請說明原因；

（3）求勻強磁場的磁感應強度大小B；

（4）若將該帶電粒子自該磁場中的某個位置以某個速度釋放后恰好可在四個磁場中做勻速圓周運動，則該粒子的速度大小v′為多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】為減少二氧化碳排放，我市已推出新型節能環保電動車．在檢測某款電動車性能的實驗中，質量為8×102 kg的電動車由靜止開始沿平直公路行駛，達到的最大速度為15 m/s，利用傳感器測得此過程中不同時刻電動車的牽引力F與對應的速度v，并描繪出如圖所示的圖象(圖中AB、BO均為直線)，假設電動車行駛中所受阻力恒為電動車重力的0.05倍，重力加速度取10m/s2，則（ ）

A. 該車啟動后，先做勻加速運動，然后做勻速運動

B. 該車啟動后，先做勻加速運動，然后做加速度減小的加速運動，接著做勻速運動

C. 該車做勻加速運動的時間是1.2 s

D. 該車加速度為0.25 m/s2時，動能是4×104 J

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，傾角為θ的光滑斜面足夠長，一質量為m的小物體，在沿斜面向上的恒力F作用下，由靜止從斜面底端沿斜面向上做勻加速直線運動，經過時間t，力F做功為60J，此后撤去力F，物體又經過相同的時間t回到斜面底端，若以地面為零勢能參考面，則下列說法中正確的是(　　)

A. 物體回到斜面底端的動能為60J

B. 恒力F＝2mgsinθ

C. 撤去力F時，物體的重力勢能是45J

D. 動能與勢能相等的時刻一定出現在撤去力F之后

【答案】ACD

【解析】試題分析：物體靜止開始從斜面底端開始運動知道最后返回斜面底端，此過程斜面光滑沒有摩擦力做功，重力做功為0，根據動能定理有Ek-0=WF=60J，選項A對。撤去F前，加速度a=-gsinθ，撤去F后，加速度a'=gsinθ。根據力F撤去前后位移等大反向，判斷撤去前后平均速度等大方向，由于撤去前后都是勻變速所以有，整理得a'=3a，即F=mgsinθ，選項B錯。撤去力F前，力F做功Fs=mgsinθ·s=60J，重力做功-mgsinθ·s =45J，所以撤出力F時，物體的重力勢能是45J選項C對。力F撤去前，合力mgsinθ小于重力沿斜面的分力mgsinθ，即合力做功小于克服重力做功，增加的動能小于增加的重力勢能，撤去力F之前一定是重力勢能大于動能，最返回斜面時重力勢能為0，小于動能，所以動能與勢能相等的時刻一定出現在撤去力F之后選項D對。

考點：動能定理 牛頓運動定律

【名師點睛】

【題型】單選題
【結束】
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【題目】將輕質彈簧放置在光滑水平桌面上，彈簧左端固定，右端與一小球接觸而不固連；彈簧處于原長時，小球恰好在桌面邊緣，向左推小球，使彈簧壓縮一段距離后由靜止釋放；小球離開桌面后落到水平地面．測量出小球質量m、平拋運動的豎直位移h(即桌面高度)以及________，就可以測出彈簧被壓縮后的彈性勢能為________．(結果用測量量表示，已知重力加速度大小為g)．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，理想變壓器原副線圈匝數比為 1∶2，兩端共接有 4 個電阻，其中 R2＝2R1，

R3＝R4＝4R1，現將 a、b 兩端接在交流電源上，則下列說法中正確的是

A. R1 兩端的電壓有效值等于 R2 兩端的電壓有效值

B. 流過 R1 的電流有效值是流過 R3 的電流有效值的 2 倍

C. R2 兩端的電壓有效值是 R4 兩端的電壓有效值的 2 倍

D. 流過 R2 的電流有效值等于流過 R4 的電流有效值

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲所示，半徑為r的金屬細圓環水平放置，環內存在豎直向上的勻強磁場，磁感應強度B隨時間t的變化關系為（k>0，且為已知的常量）。

（1）已知金屬環的電阻為R。根據法拉第電磁感應定律，求金屬環的感應電動勢和感應電流I；

（2）麥克斯韋電磁理論認為：變化的磁場會在空間激發一種電場，這種電場與靜電場不同，稱為感生電場或渦旋電場。圖甲所示的磁場會在空間產生如圖乙所示的圓形渦旋電場，渦旋電場的電場線與金屬環是同心圓。金屬環中的自由電荷在渦旋電場的作用下做定向運動，形成了感應電流。渦旋電場力F充當非靜電力，其大小與渦旋電場場強E的關系滿足。如果移送電荷q時非靜電力所做的功為W，那么感應電動勢。

圖甲 圖乙

a．請推導證明：金屬環上某點的場強大小為；

b．經典物理學認為，金屬的電阻源于定向運動的自由電子與金屬離子（即金屬原子失去電子后的剩余部分）的碰撞。在考慮大量自由電子的統計結果時，電子與金屬離子的碰撞結果可視為導體對電子有連續的阻力，其大小可表示為（b>0，且為已知的常量）。已知自由電子的電荷量為e，金屬環中自由電子的總數為N。展開你想象的翅膀，給出一個合理的自由電子的運動模型，并在此基礎上，求出金屬環中的感應電流I。

（3）宏觀與微觀是相互聯系的。若該金屬單位體積內自由電子數為n，請你在（1）和（2）的基礎上推導該金屬的電阻率ρ與n、b的關系式。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】已知霍爾效應中導體兩側電勢差U與通電電流I的關系為等，其中k為霍爾系數(常量)、B為磁感應強度、I為電流、d為導體的厚度，如圖甲所示。為驗證霍爾效應，實驗小組準備了電源、開關、滑動變阻器、保護電阻、一塊金屬板、電流表、靜電計、導線等器材。已連接部分電路，如圖乙所示，金屬板區域的勻強磁場豎直向上。

(1)用筆畫線代替導線______，完成圖中電路的連接，要求通過金屬板的電流從零逐漸增加。開關閉合前，滑片應置于_________(填“最左端”或“最右端”)。

(2)改變滑片的位置，讀出電流表的示數，并用靜電計測量金屬板_______(填“前后”或“上下”)兩表面的電勢差。

(3)重復步驟(2)，多測幾組金屬板中U—I的數據，驗證霍爾效應中電勢差U與電流I的關系，并畫出U—I圖象。

(4)驗證了導體兩側電勢差U與通電電流I之間遵循關系后，若將磁場方向改為垂直金屬板前表面，測得滑動變阻器在某位置時，電流為I，電壓為U，該材料的霍爾系數為k，金屬板的各邊長度圖中已標出，則所加磁場的磁感應強度大小B=___________。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，一豎直放置、粗細均勻且足夠長的U形玻璃管，右端通過橡膠管與放在水中導熱的球形容器連通，球形容器連同橡膠管的容積為V0=90cm3，U形玻璃管中，被水銀柱封閉有一定質量的理想氣體。當環境溫度為O℃時，U形玻璃管右側水銀面比左側水銀面高出h1=16 cm，水銀柱上方空氣柱長h0=20 cm，（已知大氣壓強P0 =76cmHg，U形玻璃管的橫截面積為S=0.5cm2）

(i)若對水緩慢加熱，應加熱到多少攝氏度，兩邊水銀柱高度會在同一水平面上？

(ii)保持加熱后的溫度不變，往左管中緩慢注入水韞，問注入水銀的高度多少時右管水銀面回到原來的位置？

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】氫原子的部分能級如圖所示，現有大量的氫原子處于n=4的激發態，當向低能級躍遷時輻射出不同頻率的光。已知可見光的光子能量在1.62eV到3.11eV之間。由此可推知，氫原子（）

A. 從高能級向n=3能級躍遷時發出的光的頻率比可見光的高

B. 從高能級向n=2能級躍遷時發出的光均為可見光

C. 用n=2能級躍遷到n=1能級輻射出的光照射逸出功為6.34eV的金屬鉑能發生光電效應

D. 頻率最小的光是由n=4能級躍遷到n=3能級產生的

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