如图所示，处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距1m，导轨平面与水平面成θ=37°角，下端连接阻值为R=2Ω的电阻．匀强磁场方向与导轨平面垂直，磁感应强度大小B为0.4T．质量为0.2kg、电阻不计的金属棒放在两导轨上，棒与导轨垂直并保持良好接触，它们之间的动摩擦因数为0.25．分析 （1）根据右手定则，结合感应电流的方向确定磁感应强度的方向．
（2）金属导轨由静止释放时，速度为零，安培力为零，根据牛顿第二定律求出金属棒的加速度．
（3）当金属棒加速度为零时，金属棒达到稳定状态，结合平衡，根据切割产生的感应电动势公式、安培力公式和欧姆定律求出稳定时的速度．
（4）根据稳定时的电流，结合功率公式求出电阻R的功率．
解答 解：（1）根据右手定则知，磁感应强度的方向垂直导轨平面向上．
（2）金属棒开始下滑的初速度为零，根据牛顿第二定律得：
mgsin θ-μmgcos θ=ma…①
由①式解得：a=10×（0.6-0.25×0.8）m/s2=4 m/s2 …②
（3）设金属棒运动达到稳定时，速度为v，所受安培力为F安，棒在沿导轨方向受力平衡
mgsin θ-μmgcos θ-F安=0…③
金属棒所受安培力：F安=BIL…④
金属棒切割磁感线感应电动势为：E=BLv…⑤
根据闭合电路欧姆定律：I=$\frac{E}{R}$…⑥
由③④⑤⑥代入数据联立解得：v=10 m/s
（4）当金属棒稳定下滑时，有：
I=$\frac{BLv}{R}=\frac{0.4×1×10}{2}A$=2A，
得功率为：P=I2R=4×2W=8W．
答：（1）磁感应强度的方向为垂直导轨平面向上．
（2）金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小为4m/s2．
（3）金属棒下滑速度达到稳定时的速度为10m/s．
（4）金属棒稳定下滑时，电阻R的功率为8W．
点评 本题考查了电磁感应与力学和电路的综合运用，掌握切割产生的感应电动势公式、安培力公式是解决本题的关键，会通过右手定则判断感应电流、磁场方向、切割方向的关系．
天天向上一本好卷系列答案
小学生10分钟应用题系列答案科目：高中物理 来源：2016-2017学年江西省吉安市高二理上期中考物理试卷（解析版） 题型：选择题
电阻R和电动机M串联接到电路中，如图所示，已知电阻R跟电动机M线圈的电阻相同，开关闭合后，电动机正常工作，设电阻R和电动机两端的电压分别为
和
；经过实践t，电流通过电阻R做功为
，产生的热量为
；电流通过电动机M做功为
，产生的热量为
，则有
A．
，
B．
，
C．
，
D．
，
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科目：高中物理 来源：2016-2017学年湖北省高二上期中考物理试卷（解析版） 题型：计算题
地磁场可以减少宇宙射线中带电粒子对地球上生物体的危害。为研究地磁场，某研究小组模拟了一个地磁场。如图所示，模拟地球半径为R,地球赤道平面附近的地磁场简化为赤道上方厚度为2R、磁感应强度大小为B、方向垂直于赤道平面的匀强磁场。磁场边缘A处有一粒子源，可在赤道平面内以不同速度向各个方向射入某种带正电粒子。研究发现，当粒子速度为2v时，沿半径方向射入磁场的粒子恰不能到达模拟地球。不计粒子重力及大气对粒子运动的影响，且不考虑相对论效应。
（1）求粒子的比荷
；
（2）若该种粒子的速度为v，则这种粒子到达模拟地球的最短时间是多少？
（3）试求速度为2v的粒子到达地球粒子数与进入地磁场粒子总数比值η。（结果用反三角函数表示。例：
，则
，θ为弧度）
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科目：高中物理 来源：2016-2017学年贵州省高二上期中考物理试卷（解析版） 题型：计算题
一束初速度不计的电子在经的加速电压U1加速后，在距两极板等距处垂直进入平行板间的匀强电场，如图所示，若板间距离为d，板长为L，偏转电场只存在于两个偏转电极之间。已知电子质量为m，电荷量为e
求：（1）电子离开加速电场时速度大小；
（2）电子经过偏转电场的时间；
（3）要使电子能从平行板间飞出，两个极板上最多能加多大电压U2？
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科目：高中物理 来源：2016-2017学年贵州省高二上期中考物理试卷（解析版） 题型：选择题
如图是一火警报警电路的示意图。其中R3为用某种材料制成的传感器，这种材料的电阻率随温度的升高而增大。值班室的显示器为电路中的电流表，电源两极之间接一报警器。当传感器R3所在处出现火情时，显示器的电流I、报警器两端的电压U的变化情况是（ ）
A．I变大，U变小 B．I变小，U变大
C．I变大，U变大 D．I变小，U变小
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科目：高中物理 来源： 题型：填空题
导线abc放在匀强磁场中，如右图所示，ab=bc=10cm，磁感应强度B=0.2T，α=37°．导线以v=5m/s速度垂直bc向上运动时，abc导线中的感应电动势ε=0.18V．当导线以v=5m/s速度平行ab向右运动时，abc导线中的感应电动势ε=0.06V．查看答案和解析>>
科目：高中物理 来源： 题型：选择题
如图所示，一根长为l的铝棒用两个劲度系数均为k的弹簧水平地悬挂在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，当铝棒中通过的电流I的方向从左到右时，弹簧缩短△x，而当电流反向且大小不变时，弹簧伸长△x，则该磁场的磁感应强度为（ ）| A． | $\frac{2k△x}{Il}$ | B． | $\frac{2Il}{k△x}$ | C． | $\frac{k△x}{Il}$ | D． | $\frac{kIl}{△x}$ |
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科目：高中物理 来源： 题型：多选题
如图所示是法拉第圆盘发电机的示意图．铜圆盘安装在竖直的铜轴上，两铜片P、Q分别于圆盘的边缘和铜轴接触，圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场B中，当圆盘旋转时，下列说法正确的是（ ）| A． | 实验中流过电阻R的电流是由于圆盘内产生涡流现象而形成的 | |
| B． | 若从上往下看，圆盘顺时针转动，则圆盘中心电势比边缘要高 | |
| C． | 实验过程中，穿过圆盘的磁通量发生了变化，产生感应电动势 | |
| D． | 若从上向下看，圆盘顺时针转动，则有电流沿a到b的方向流动流经电阻R |
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科目：高中物理 来源： 题型：计算题
如图所示，两个质量均为m的物块A、B，用轻质弹簧连接后放在一倾角为θ的光滑斜面上，斜面足够长，斜面底端有一挡板C，开始时B与C接触系统静止．现用一平行于斜面向上的恒力F拉物块A，使之沿斜面向上运动，已知弹簧的劲度系数为k，A运动过程中弹簧始终在弹性限度内．求：查看答案和解析>>
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