如圖所示，兩個(gè)水平放置的平行光滑金屬導(dǎo)軌之間得距離為L(zhǎng)，電阻不計(jì)，左端串聯(lián)一個(gè)定值電阻R，金屬桿ab的電阻為r質(zhì)量為m．勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B．桿在恒力F作用下由靜止開始運(yùn)動(dòng)．
（1）桿的運(yùn)動(dòng)速度為v時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)及感應(yīng)電流的大�。�
（2）求出金屬桿的最大速度（3）已知金屬桿達(dá)到最大速度時(shí)運(yùn)動(dòng)位移為s，求此過程中電路產(chǎn)生的焦耳熱Q．
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（1）設(shè)速度為v時(shí)，ab產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為 E=BLv       
此時(shí)回路中的感應(yīng)電流為I=
E
R+r
=
BLv
R+r
                   
（2）金屬桿所受安培力為 F安=BIL=
B2L2v
R+r
                    
金屬桿的加速度為a=
F-F安
m
            
可見，a隨著速度的增加而減小，金屬桿做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng)，最后做勻速運(yùn)動(dòng)．
由④可知，當(dāng)a=0時(shí)速度最大，最大速度為 vm=
F(r+R)
B2L2
           
（3）由功能關(guān)系得  FS=
1
2
mv2m
+Q                             
其中Q是系統(tǒng)產(chǎn)生的焦耳熱
Q=FS-
mF2(R+r)2
2B4L4

答：（1）桿的運(yùn)動(dòng)速度為v時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)及感應(yīng)電流的大小是
BLv
R+r
．
（2）金屬桿的最大速度是
F(r+R)
B2L2

（3）此過程中電路產(chǎn)生的焦耳熱是FS-
mF2(R+r)2
2B4L4
．
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

氣墊導(dǎo)軌是常用的一種實(shí)驗(yàn)儀器，它是利用氣泵使帶孔的導(dǎo)軌與滑塊之間形成氣墊，使滑塊懸浮在導(dǎo)軌上，滑塊在導(dǎo)軌上的運(yùn)動(dòng)可視為沒有摩擦．用帶有刻度尺和感應(yīng)計(jì)時(shí)器及豎直擋板C和D的氣墊導(dǎo)軌和滑塊A和B驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，采用的實(shí)驗(yàn)步驟如下：
A．松開手的同時(shí)，記錄滑塊A、B運(yùn)動(dòng)時(shí)間的計(jì)時(shí)器開始工作，當(dāng)A、B滑塊分別碰撞C、D擋板時(shí)計(jì)時(shí)器結(jié)束計(jì)時(shí)，記下A、B分別到達(dá)C、D的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t1和t2．
B．在A、B間水平放入一個(gè)輕彈簧，用手壓住A、B使彈簧壓縮，放置在氣墊導(dǎo)軌上，并讓它靜止在某個(gè)位置．并記錄A左端，B右端在氣墊導(dǎo)軌的刻度．
C．給導(dǎo)軌送氣，調(diào)整氣墊導(dǎo)軌，使導(dǎo)軌處于水平．
D．用刻度尺測(cè)出A的左端至C板的距離L1；B的右端至D板的距離L2
（1）實(shí)驗(yàn)步驟的順序是
C、B、D、A
C、B、D、A

（2）實(shí)驗(yàn)中還需要的測(cè)量?jī)x器是
天平
天平
，還需要測(cè)量的物理量是
兩個(gè)滑塊的質(zhì)量mA、mB
兩個(gè)滑塊的質(zhì)量mA、mB

（3）利用上述測(cè)量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的表達(dá)式是
mA
L1
t 1
=mB
L2
t2
mA
L1
t 1
=mB
L2
t2
．

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

在驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律實(shí)驗(yàn)中，同學(xué)們不僅完成了課本原來的實(shí)驗(yàn)，還用相同的器材進(jìn)行多方面的探索及嘗試．下面是甲、乙兩組同學(xué)的實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)回答相關(guān)的問題：
（Ⅰ）甲組同學(xué)采用如圖1所示的裝置，由斜槽和水平槽構(gòu)成．將復(fù)寫紙與白紙鋪在水平放的木板上，重垂線所指的位置為O．實(shí)驗(yàn)時(shí)先使a球從斜槽上某一固定位置由靜止開始滾下，落到位于水平地面的記錄紙上，留下痕跡．重復(fù)上述操作多次，得到多個(gè)落點(diǎn)痕跡平均位置P；再把b球放在水平槽上靠近槽末端的地方，讓a球仍從固定位置由靜止開始滾下，與b球發(fā)生對(duì)心正碰，碰后a球不被反彈．碰撞后a、b球分別在記錄紙上留下各自的落點(diǎn)痕跡．重復(fù)這種操作多次得到多個(gè)落點(diǎn)痕跡平均位置M、N．
（1）若a球質(zhì)量為m1，半徑為r1；b球質(zhì)量為m2，半徑為r2．則
C
C

A．m1＞m2　r1＞r2    B．m1＞m2　r1＜r2
C．m1＞m2　r1=r2     D．m1＜m2　r1=r2
（2）以下提供的器材中，本實(shí)驗(yàn)必需的有
AC
AC

A．刻度尺   B．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器    C．天平   D．秒表
（3）設(shè)a球的質(zhì)量為m1，b球的質(zhì)量為m2，則本實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的表達(dá)式為（用m1、m2、OM、OP、ON表示）
m1OP=m1OM+m2ON
m1OP=m1OM+m2ON

（Ⅱ）乙組同學(xué)誤將重錘丟失，為了繼續(xù)完成實(shí)驗(yàn)則將板斜放，上端剛好在槽口拋出點(diǎn)，標(biāo)記為O．板足夠長(zhǎng)小球都能落在板上，如圖2，采用甲組同學(xué)相同的操作步驟完成實(shí)驗(yàn)．
（4）對(duì)該組同學(xué)實(shí)驗(yàn)的判斷正確的是
BD
BD

A．乙組同學(xué)無法完成驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律
B．秒表也不是乙組同學(xué)的必需器材
C．乙組同學(xué)必須測(cè)量斜面傾角θ
D．圖2中N為b球碰后落點(diǎn)
（5）設(shè)a球的質(zhì)量為m1，b球的質(zhì)量為m2，則本實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的表達(dá)式為
m1
OP
=m1
OM
+m2
ON
m1
OP
=m1
OM
+m2
ON
．
（6）如果a，b球的碰撞是彈性碰撞，那么還應(yīng)滿足的表達(dá)式為
m1OP=m1OM+m2ON
m1OP=m1OM+m2ON
． （要求第（5）（6）結(jié)論用m1、m2、OM、OP、ON表示）  

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科目：高中物理 來源：2014屆重慶市高二下學(xué)期期中考試物理試卷（解析版） 題型：實(shí)驗(yàn)題

 I.在“描繪小電珠的伏安特性曲線”的實(shí)驗(yàn)中備有下列器材：

A．小電珠(3.8 V,1.5 W)

B．直流電源(電動(dòng)勢(shì)4.5 V，內(nèi)阻約0.4 Ω)

C．電流表(量程0～500 mA，內(nèi)阻約0.5 Ω)

D．電壓表(量程0～5 V，內(nèi)阻約5000 Ω)

E．滑動(dòng)變阻器R1(0～5 Ω，額定電流2 A)

F．滑動(dòng)變阻器R2(0～5K Ω，額定電流1 A)

G．開關(guān)一個(gè)，導(dǎo)線若干

如果既要滿足測(cè)量要求，又要使測(cè)量誤差較小，應(yīng)選擇如圖所示的四個(gè)電路中的________，應(yīng)選用的滑動(dòng)變阻器是________．

II.在驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律實(shí)驗(yàn)中，同學(xué)們不僅完成了課本原來的實(shí)驗(yàn)，還用相同的器材進(jìn)行多方面的探索及嘗試。下面是甲、乙兩組同學(xué)的實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)回答相關(guān)的問題：

甲組同學(xué)采用如圖1所示的裝置，由斜槽和水平槽構(gòu)成。將復(fù)寫紙與白紙鋪在水平放的木板上，重垂線所指的位置為O。實(shí)驗(yàn)時(shí)先使a球從斜槽上某一固定位置由靜止開始滾下，落到位于水平地面的記錄紙上，留下痕跡．重復(fù)上述操作多次，得到多個(gè)落點(diǎn)痕跡平均位置P；再把b球放在水平槽上靠近槽末端的地方，讓a球仍從固定位置由靜止開始滾下，與b球發(fā)生對(duì)心正碰，碰后a球不被反彈。碰撞后a、b球分別在記錄紙上留下各自的落點(diǎn)痕跡．重復(fù)這種操作多次得到多個(gè)落點(diǎn)痕跡平均位置M、N.

(1)若a球質(zhì)量為m1，半徑為r1；b球質(zhì)量為m2，半徑為r2. 則      

A．m1>m2　r1>r2    B．m1>m2　r1<r2

C．m1>m2　r1＝r2   D．m1<m2　r1＝r2

(2)以下提供的器材中，本實(shí)驗(yàn)必需的有       

A．刻度尺           B．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器

C．天平             D．秒表

(3)設(shè)a球的質(zhì)量為m1，b球的質(zhì)量為m2，則本實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的表達(dá)式為(用m1、m2、OM、OP、ON表示)                                      

 

乙組同學(xué)誤將重錘丟失，為了繼續(xù)完成實(shí)驗(yàn)則將板斜放，上端剛好在槽口拋出點(diǎn)，標(biāo)記為O.板足夠長(zhǎng)小球都能落在板上，如圖2，采用甲組同學(xué)相同的操作步驟完成實(shí)驗(yàn)。

(4)對(duì)該組同學(xué)實(shí)驗(yàn)的判斷正確的是      

A．乙組同學(xué)無法完成驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律 

B．秒表也不是乙組同學(xué)的必需器材

C．乙組同學(xué)必須測(cè)量斜面傾角θ      

D．圖2中N為b球碰后落點(diǎn)

(5)設(shè)a球的質(zhì)量為m1，b球的質(zhì)量為m2，則本實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的表達(dá)式為                    。    

(6)如果a，b球的碰撞是彈性碰撞，那么還應(yīng)滿足的表達(dá)式為              。 (要求第(5) (6)結(jié)論用m1、m2、OM、OP、ON表示) 

 

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