如圖（甲）所示，輕質(zhì)細線繞過兩個光滑的輕滑輪，線的一端系一質(zhì)量M=0.4kg重物，重物置于傾角為=300的光滑斜面上（繩GH段平行于斜面)，另一端系一質(zhì)量為m=0.1kg、電阻為r=0.5的金屬桿。在豎直平面內(nèi)有間距為L=1m的足夠長的平行光滑金屬導軌PQ、EF，在QF之間連接有阻值為R=1的電阻（導軌電阻不計），磁感應(yīng)強度為B=0.5T的勻強磁場與導軌平面垂直。開始時金屬桿置于導軌下端，將重物由靜止釋放，最終能沿斜面勻速下滑。運動過程中金屬桿始終與導軌垂直且接觸良好,g取10 m/s2；求：

（1）重物勻速下滑的速度v的大小；

（2）當M勻速運動時，突然剪斷細線，m繼續(xù)上升h=0.9m高度后達到最高點，求此過程中R上產(chǎn)生的焦耳熱；

（3）對一定的磁感應(yīng)強度B,重物的質(zhì)量M取不同的值,測出相應(yīng)的重物做勻速運動時的速度，可得出v-M實驗圖線。圖（乙）中畫出了磁感應(yīng)強度分別為B1和B2時的兩條實驗圖線，試根據(jù)實驗結(jié)果計算B1和B2的比值。

 

(1) (2)

【解析】

試題分析：(1)重物勻速下滑時，其中F為繩子的拉力 （1分）

金屬桿勻速運動時，受繩子的拉力、金屬桿的重力mg、向下的安培力FA

則： （1分）

對金屬桿有：安培力 （1分）

感應(yīng)電動勢 （1分）

感應(yīng)電流 （1分）

則

由以上各式得：

代入數(shù)據(jù)得 （1分）

(2)剪斷細線后由能量守恒得：

（2分）

（2分）

代入數(shù)據(jù)得： （2分）

(3)由第一問結(jié)果及題意可得的函數(shù)關(guān)系式為

結(jié)合圖線可知，斜率 （1分）

（1分）

（1分）

因此 （2分）

考點：本題考查電磁感應(yīng)、能量守恒

 

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源：2013-2014學年安徽省宣城市高考二調(diào)物理試卷（解析版） 題型：選擇題

如圖所示，D是一只理想二極管，電流只能從a流向b，而不能從b流向a0．平板電容器的A、B兩極板之間有一電荷，在P點處于靜止狀態(tài)．以φp表示P點的電勢，U表示兩極板間電壓，EP表示電荷在電場中的電勢能．若保持極板B不動，將極板A稍向上平移，則下列說法中正確（　　）

A．U變大 B．φp不變 C．Ep變大 D．電荷將向上加速

 

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科目：高中物理 來源：2013-2014學年天津市高三第二次模擬考試物理試卷（解析版） 題型：選擇題

如圖，天車下吊著兩個質(zhì)量都是m的工件A和B，系A(chǔ)的吊繩較短，系B的吊繩較長，惹天車運動到P處突然停止，則兩吊繩所受拉力 、 的大小關(guān)系是（ ）

A． B．

C． D．

 

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科目：高中物理 來源：2013-2014學年四川省高三高考壓軸理科綜合物理試卷（解析版） 題型：計算題

（17分）如圖所示，光滑導軌abc與fed相距l(xiāng)=0.1m，其中ab、fe段是傾角θ=60°的直軌道，bc、ed段是半徑r=0.6m的圓弧軌道且與ab、fe相切，軌道末端c、d點切線與一放置在光滑水平地面上、質(zhì)量M=2kg的木板上表面平滑連接。在abef間有垂直于軌道平面向下、的勻強磁場，定值電阻R=1Ω。把質(zhì)量為m=1kg、電阻不計的金屬桿從距b、e高h=1m的導軌上靜止釋放，桿在直軌道上先加速后勻速下滑。如果桿與木板間摩擦因數(shù)μ=0.2，取g=10m/s2，求：

（1）桿運動到cd時對軌道的壓力F大小及桿由靜止下滑到cd的過程中R上產(chǎn)生的焦耳熱Q；

（2）要使桿不從木板上掉下的木板最小長度s。

 

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科目：高中物理 來源：2013-2014學年四川省高三高考壓軸理科綜合物理試卷（解析版） 題型：選擇題

一列簡諧橫波沿直線由a向b傳播，相距21m的a、b兩處的質(zhì)點振動圖象如圖中a、b所示，則

A.該波的振幅是20cm B.該波的波長可能是12m

C.該波的波速可能是10 m/s D.該波由a傳播到b最短歷時3.5

 

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科目：高中物理 來源：2013-2014學年四川省雅安市第三次診斷性考試物理試卷（解析版） 題型：選擇題

如圖所示，在真空中A、B兩塊平行金屬板豎直放置并接入電路。調(diào)節(jié)滑動變阻器，使A、B兩板間的電壓為U時，一質(zhì)量為m，電荷量為-q的帶電粒子，以初速度v0從A板上的中心小孔沿垂直兩板的方向射入電場中，恰從A、B兩板的中點處沿原路返回（不計重力），則下列說法正確的是（ ）

A．使初速度變?yōu)? v0時，帶電粒子恰能到達B板

B．使初速度變?yōu)? v0時，帶電粒子將從B板中心小孔射出

C．使初速度v0和電壓U都增加為原來的2倍時，帶電粒子恰能到達B板

D．使初速度v0和電壓U都增加為原來的2倍時，帶電粒子將從B板中心小孔射出

 

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科目：高中物理 來源：2013-2014學年四川省資陽市高三4月高考模擬考試理綜物理試卷（解析版） 題型：計算題

如圖所示，光滑導軌abc與fed相距l(xiāng)=0.1m，其中ab、fe段是傾角θ=60°的直軌道，bc、ed段是半徑r=0.6m的圓弧軌道且與ab、fe相切，軌道末端c、d點切線與一放置在光滑水平地面上、質(zhì)量M=2kg的木板上表面平滑連接。在abef間有垂直于軌道平面向下、的勻強磁場，定值電阻R=1Ω。把質(zhì)量為m=1kg、電阻不計的金屬桿從距b、e高h=1m的導軌上靜止釋放，桿在直軌道上先加速后勻速下滑。如果桿與木板間摩擦因數(shù)μ=0.2，取g=10m/s2，求：

（1）桿運動到cd時對軌道的壓力F大小及桿由靜止下滑到cd的過程中R上產(chǎn)生的焦耳熱Q；

（2）要使桿不從木板上掉下的木板最小長度s。

 

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科目：高中物理 來源：2014年內(nèi)蒙古呼倫貝爾市高考模擬統(tǒng)一考試（二）理綜物理試卷（解析版） 題型：計算題

如圖所示，AB為半徑的1/4光滑圓弧軌道，下端B恰好與長度的小車右端平滑對接，小車質(zhì)量。現(xiàn)有一質(zhì)量的小滑塊，由軌道頂端無初速釋放，滑到B端后沖上小車。已知地面光滑，滑塊與小車上表面間的動摩擦因數(shù)。(g=10m/s2)

試求：（1）滑塊到達B端時，它對軌道的壓力。

（2）經(jīng)多長時間滑塊從小車左端滑落。

 

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科目：高中物理 來源：2014年全國普通高等學校招生統(tǒng)一考試（浙江卷解析版） 題型：計算題

（20分）其同學設(shè)計一個發(fā)電測速裝置，工作原理如圖所示。一個半徑為R=0.1m的圓形金屬導軌固定在豎直平面上，一根長為R的金屬棒OA，A端與導軌接觸良好，O端固定在圓心處的轉(zhuǎn)軸上。轉(zhuǎn)軸的左端有一個半徑為r=R/3的圓盤，圓盤和金屬棒能隨轉(zhuǎn)軸一起轉(zhuǎn)動。圓盤上繞有不可伸長的細線，下端掛著一個質(zhì)量為m=0.5kg的鋁塊。在金屬導軌區(qū)域內(nèi)存在垂直于導軌平面向右的勻強磁場，磁感應(yīng)強度B=0.5T。a點與導軌相連，b點通過電刷與O端相連。測量a、b兩點間的電勢差U可算得鋁塊速度。鋁塊由靜止釋放，下落h=0.3m時，測得U=0.15V。（細線與圓盤間沒有滑動國，金屬棒、導軌、導線及電刷的電阻均不計，重力加速度g=10m/s2）

（1）測U時，a點相接的是電壓表的“正極”還是“負極”？

（2）求此時鋁塊的速度大小；

（3）求此下落過程中鋁塊機械能的損失。

 

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