如图，电阻不计的光滑U形导轨水平放置，导轨间距d=0.5m，导轨一端接有R=4.0Ω的电阻．有一质量m=0.1kg、电阻r=1.0Ω的金属棒ab与导轨垂直放置． - 高中物理试题 - 超级试练试题库

题目

题型：不详难度：来源：

如图，电阻不计的光滑U形导轨水平放置，导轨间距d=0.5m，导轨一端接有R=4.0Ω的电阻．有一质量m=0.1kg、电阻r=1.0Ω的金属棒ab与导轨垂直放置．整个装置处在竖直向下的匀强磁场中，磁场的磁感应强度B=0.2T．现用水平力垂直拉动金属棒ab，使它以v=10m/s的速度向右做匀速运动．设导轨足够长．
（1）求金属棒ab两端的电压；
（2）求水平拉力F的大小
（3）若某时刻撤去外力，从撤去外力到金属棒停止运动，求电阻R产生的热量．魔方格

答案

（1）金属棒产生的感应电动势为 E=Bdv
由欧姆定律得
I=

R+r

ab相当于电源，其两端的电压是外电压，由欧姆定律得
   U=IR
联立解得，U=0.8V
（2）金属棒所受的安培力大小为 F_A=BdI
由于金属棒做匀速运动，则水平拉力F与金属棒所受的安培力平衡，则有
   F=F_A
联立解得，F=2×10^-2N
（3）若某时刻撤去外力，从撤去外力到金属棒停止运动，金属棒的动能减小到零全部转化为电路中的内能，由能量守恒定律得，电路中产生的总热量为
    Q=

mv2
因为ab棒与电阻R串联，电流相等，由焦耳定律Q=I²Rt得

R+r

代入解得，Q_R=4.0J
答：
（1）金属棒ab两端的电压是0.8V；
（2）水平拉力F的大小是2×10^-2N．
（3）若某时刻撤去外力，从撤去外力到金属棒停止运动，电阻R产生的热量是4J．

核心考点

试题【如图，电阻不计的光滑U形导轨水平放置，导轨间距d=0.5m，导轨一端接有R=4.0Ω的电阻．有一质量m=0.1kg、电阻r=1.0Ω的金属棒ab与导轨垂直放置．】；主要考察你对共点力的平衡等知识点的理解。[详细]

举一反三

如图所示，站在地面上质量为70kg的人通过光滑定滑轮，将质量为5kg的重物以0.2m/s²的加速度向上加速提升．若绳与竖直方向夹角θ=37°，人始终相对地面静止．求：
（1）人受到地面的摩擦力多大？
（2）人对地面的压力多大？（sin 37°=0.6　g=10m/s²）魔方格

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把质量为2.0克的带负电的小球A，用绝缘细绳悬挂起，若将带电量为Q=4.0×10^-6库的带电小球B靠近A，如图所示．当两个带电小球在同一高度相距30厘米时，绳与竖直方向恰成45°角．（AB可看成点电荷）求：
（l）A球受的库仑力；
（2）A球的带电量是多少？魔方格

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如图所示的平行板器件中，存在相互垂直的匀强磁场和匀强电场，磁场的磁感应强度B₁=0.40T，方向垂直于纸面向里，电场强度E=2.0×10⁵V/m，PQ为板间中线，紧靠平行板右侧边缘xoy坐标系的第一象限内，有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度B₂=0.25T，磁场边界AO和y轴的夹角∠AOy=45°．一束带电荷量q=8.0×10^-19C的正粒子从P点射入平行板间，沿中线PQ做直线运动，穿出平行板后从y轴上坐标为（0，0.2m）的Q点垂直y轴射入磁场区域，粒子通过x轴时的速度方向与x轴正方向夹角为45°．不考虑重力的影响．求：
（1）粒子运动的速度v是多大？
（2）粒子的质量m是多大？魔方格

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某课外小组设计了一种测定风速的装置，其原理如图所示．一个劲度系数k=120N/m、自然长度L₀=1m的弹簧一端固定在墙上的M点，另一端N与导电的迎风板相连，弹簧穿在光滑水平放置的电阻率较大的金属杆上，弹簧是不导电的材料制成的．迎风板面积S=0.5m²，工作时总是正对着风吹来的方向，电路的一端与迎风板相连，另一端在M点与金属杆相连，迎风板可在金属杆上滑动，且与金属杆接触良好．定值电阻R=1.0Ω，电源的电动势E=12V，内阻r=0.5Ω．闭合开关，没有风吹时，弹簧处于原长，电压表的示数U₁=9.0V，某时刻由于风吹迎风板，电压表的示数变为U₂=6.0V．（电压表可看做理想表）求：
（1）金属杆单位长度的电阻；
（2）此时作用在迎风板上的风力．魔方格

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如图，一条长为L 的细线，上端固定，下端拴一质量为m的带电小球．将它置于一电场强度大小为E、方向水平的匀强电场中．已知当细线离开竖直线的偏角为α=30°时，小球处于平衡，问：
（1）小球带何种电荷？所带电荷量多少？
（2）如果细线的偏角由α增大到θ=60°，然后将小球由静止释放，则在细线摆到竖直位置时，小球的速度为多大？魔方格

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