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    精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
    精英家教网如图所示，两条互相平行的光滑金属导轨位于水平面内，距离为l=0.2m，在导轨的一端接有阻值为R=0.5Ω的电阻，在x≥0处有与水平面垂直的均匀磁场，磁感应强度B=0.5T．一质量为m=0.1kg的金属直杆垂直放置在导轨上，并以v0=2m/s的初速度进入磁场，在安培力和一垂直于杆的水平外力F的共同作用下做匀变速直线运动，加速度大小为a=2m/s2，方向与初速度方向相反．设导轨和金属杆的电阻都可以忽略，且接触良好，求：
    （1）电流为零时金属杆所处的位置；
    （2）电流为最大值的一半时施加在金属杆上外力F的大小和方向．
    分析：（1）电流为0时，电动势为0，切割的速度为0．即知电流为0的位置为金属杆匀减速运动速度为0的位置，根据匀变速运动的公式求出金属杆的位移．
    （2）当速度为v0时，电动势最大，电流最大，根据E=BLv，结合闭合电路欧姆定律，可以求出最大电流．从而可以求出电流为最大值的一半时所受的安培力，根据牛顿第二定律求出外力的大小和方向．（要考虑金属杆的运动方向）
    解答：解：（1）感应电动势E=Blv，I=
    E
    R
    ，故I=0时v=0，
    则 X=
    v
    2
    0
    2a
    =1    m．
    （2）最大电流Im=
    BLv0
    R
    ，I′=
    BLv0
    2R
    ．
    安培力FA=BI′L=
    B2L2v0
    2R
    =0.02    N，
    向右运动时，F+FA=ma，F=ma-FA=0.18，方向与x轴相反
    向左运动时，F-FA=ma，F=ma+FA=0.22N，方向与x轴相反
    答：（1）电流为零时金属杆所处的位置X=1m；
    （2）电流为最大值的一半时施加在金属杆上外力F的大小和方向：
    向右运动时，F+FA=ma，F=ma-FA=0.18，方向与x轴相反
    向左运动时，F-FA=ma，F=ma+FA=0.22N，方向与x轴相反．
    点评：解决本题的关键正确地对金属杆进行受力分析，灵活运用牛顿第二定律．以及掌握导体棒切割磁感线产生的感应电动势E=BLv．
    练习册系列答案
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    相关习题

    科目：高中物理 来源： 题型：

    （2007?南开区模拟）学校开展研究性学习．某研究小组的同学根据所学的光学知识，设计了一个测液体折射率的仪器．如图所示，在一个圆盘上过其圆心0作两条互相垂直的直径BC、EF，在半径OA上垂直盘面插下两枚大头针P1、P2并保持P1、P1位置不变，每次测量时让圆盘的下半部分竖直进入液体中，而且总使得液面与直径BC相平，EF作为界面的法线，而后在图中右上方区域观察Pl、P2的像，并在圆周上插上大头针P3，使P3正好挡住Pl、P2，同学们通过计算，预先在圆周EC部分刻好了折射率的值．这样只要根据P3所插的位置，就可直接读出液体折射率的值．则：
    （1）若∠AOF=30°，OP3与OC的夹角为30°，则P3处所对应的折射率的值为
    1.73
    1.73
    ．
    （2）图中P3、P4两位置哪一处所对应的折射率值大？答：
    P4
    P4
    ．

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    科目：高中物理 来源： 题型：阅读理解

    Ⅰ学校开展研究性学习，某研究小组的同学根据所学的光学知识，设计了一个测量液体折射率的仪器，如图所示．在一圆盘上，过其圆心O作两条互相垂直的直径BC、EF，在半径OA上，垂直盘面插下两枚大头针P1、P2，并保持P1、P2位置不变，∠AOF=30°，每次测量时让圆盘的下半部分竖直进入液体中，而且总使得液面与直径BC相平，EF作为界面的法线，而后在图中右上方区域观察P1、P2的像，并在圆周上插上大头针P3，使P3正好挡住P1、P2的像，同学们通过计算，预先在圆周EC部分刻好了折射率的值，这样只要根据P3所插的位置，就可直接读出液体折射率的值，则：
    （1）若OP3与OC的夹角为30°，则P3处所对应的折射率的值为
    		3
    		3
    ．
    （2）图中P3、P4两位置哪一处所对应的折射率的值大？
    P4
    P4
    ．
    （3）若某种液体的折射率为n=2.5，可以用此仪器进行测量吗？
    不可以
    不可以
    ．
    Ⅱ如图所示为“双棱镜干涉”实验装置，其中S为单色光源，A为一个顶角略小于180°的等腰三角形棱镜，P为光屏．S位于棱镜对称轴上，屏与棱镜底边平行．调节光路，可在光屏上观察到干涉条纹．这是由于光源S发出的光经棱镜作用后，相当于在没有棱镜时，两个分别位于图S1和S2位置的相干光源所发出的光的叠加．（S1和S2的连线与棱镜底边平行）已知S1和S2的位置可由其他实验方法确定，类比“双缝干涉测波长”的实验，可以推测出若要利用“双棱镜干涉”测量光源S发出的单色光的波长时，需要测量的物理量是
    S1与S2间的距离
    S1与S2间的距离
    、
    S1（或S2）与光屏间的距离
    S1（或S2）与光屏间的距离
    和
    干涉条纹间距
    干涉条纹间距
    ．

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    学校开展研究性学习，某研究小组的同学根据所学的光学知识，设计了一个测量液体折射率的仪器，如图所示．在一圆盘上，过其圆心O作两条互相垂直的直径BC、EF，在半径OA上，垂直盘面插下两枚大头针P1、P2并保持P1、P2位置不变，每次测量时让圆盘的下半部分竖直进入液体中，而且总使得液面与直径BC相平，EF作为界面的法线，而后在图中右上方区域观察P1、P2的像，并在圆周上插上大头针P3，使P3正好挡住P1、P2的像，同学们通过计算，预先在圆周EC部分刻好了折射率的值，这样只要根据P3所插的位置，就可直接读出液体折射率的值，则：
    （1）若∠AOF=30°，OP3与OC的夹角为30°，则P3处所对应的折射率的值为
    		3
    		3
    ．
    （2）图中P3、P4两位置中
    P4
    P4
    （填“P3”或“P4”）处所对应的折射率大．
    （3）作AO的延长线交圆周于K，K处所对应的折射率值应为
    1
    1
    ．
    （4）若保持∠AOF=30°不变，用该装置能测量的最大折射率的值不超过
    2
    2
    ．

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    精英家教网学校开展研究性学习，某研究小组的同学根据所学的光学知识，设计了一个测量液体折射率的仪器，如图所示．在一圆盘上，过其圆心O作两条互相垂直的直径BC、EF，在半径OA上，垂直盘面插下两枚大头针P1、P2并保持P1、P2位置不变，每次测量时让圆盘的下半部分竖直进入液体中，而且总使得液面与直径BC相平，EF作为界面的法线，而后在图中右上方区域观察P1、P2的像，并在圆周上插上大头针P3，使P3正好挡住P1、P2的像．同学们通过计算，预先在圆周EC部分刻好了折射率的值，这样只要根据P3所插的位置，就可直接读出液体折射率的值，若∠AOF=30°则（　　）
    A、用该装置能测量所有液体的折射率
    B、图中P3位置处所对应的折射率P4处的大
    C、作AO的延长线交圆周于K，K处所对应的折射率值应为1
    D、若OP3与OC的夹角为30°，则P3处所对应的折射率的值为
    		3
    E、测某液体折射率时，在右上方区域观察不到P1、P2的像，说明该液体的折射率大于2

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    科目：高中物理 来源：活题巧解巧练·高考物理（第二轮） 题型：038

    如图所示，两条互相平行的足够长的水平金属导轨MN、PQ放在竖直平面内，相距L．左端接平行板电容器，板间距离为d，右端接滑动变阻器R．水平匀强磁场磁感强度为B，垂直于导轨所在平面．导体棒CD与导轨接触良好，棒的电阻为r，其他电阻及摩擦不计．导体棒在与导轨平行的恒定拉力F作用下，从静止开始运动．已知F＝2N，L＝0.4m，d＝0.2m，B＝10T，r＝1Ω，R的最大值为2Ω，取g＝10m/s2，求：

    (1)导体棒处于匀速运动状态时，拉力的最大功率；

    (2)当滑动触头在滑动变阻器中点，导体棒达到匀速运动状态时，一带电微粒从平行板电容器左侧沿两极板的正中间入射，在两板间恰好做匀速直线运动；当滑动触头位于最下端，导体棒也达到匀速运动状态时，该带电微粒以同样的方式和速度入射，微粒恰好能做匀速圆周运动，求圆周的半径．

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