（20分）如圖所示，電阻不計(jì)足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌與水平面夾角θ=300，導(dǎo)軌間距l(xiāng)，所在平面的正方形區(qū)域abcd內(nèi)存在有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.2T，方向垂直斜面向上．甲、乙金屬桿質(zhì)量均為m=0.02kg、電阻相同，甲金屬桿處在磁場(chǎng)的上邊界，乙金屬桿距甲也為l，其中l(wèi)=0.4m．同時(shí)無(wú)初速釋放兩金屬桿，此刻在甲金屬桿上施加一個(gè)沿著導(dǎo)軌的外力F，保持甲金屬桿在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終與乙金屬桿未進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的加速度相同．（取m/s2）

（1）乙金屬桿剛進(jìn)入磁場(chǎng)后做勻速運(yùn)動(dòng)，分析甲金屬桿所在的位置并計(jì)算乙的電阻R為多少？
（2）以剛釋放時(shí)t=0，寫(xiě)出從開(kāi)始到甲金屬桿離開(kāi)磁場(chǎng)，外力F隨時(shí)間t的變化關(guān)系，并說(shuō)明F的方向．
（3）若從開(kāi)始釋放到乙金屬桿離開(kāi)磁場(chǎng)，乙金屬桿中共產(chǎn)生熱量，試求此過(guò)程中外力F對(duì)甲做的功．

（1）0.064Ω  （2），F(xiàn)方向沿導(dǎo)軌向下 （3）0.0266J

解析試題分析：（1）甲乙加速度相同（5m/s2），當(dāng)乙進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，甲剛出磁場(chǎng)           （2分）
乙進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)        （1分）
乙受力平衡          （2分）
解得：            （2分）
（2）甲在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，              （1分）
外力F始終等于安培力，           （3分）
F方向沿導(dǎo)軌向下           （1分）
（3）乙進(jìn)入磁場(chǎng)前，甲乙發(fā)出相同熱量，設(shè)為Q1，
此過(guò)程中甲一直在磁場(chǎng)中，外力F始終等于安培力，則有          （2分）
乙在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)發(fā)出熱量Q2
由動(dòng)能定理可得：         （2分）
解得：         （1分）
甲乙發(fā)出相同熱量：         （1分）
由于甲出磁場(chǎng)以后，外力F為零，可得：
          （2分）
考點(diǎn)：本題考查了導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、動(dòng)能定理的應(yīng)用和能量守恒定律。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

(12分) 如圖所示，粗糙程度均勻的絕緣斜面傾角為θ。其下方O點(diǎn)處有一固定的正點(diǎn)電荷，電荷量為Q，OD⊥MN，OM=ON，質(zhì)量為m、帶負(fù)電的小滑塊以初速度v1從M點(diǎn)沿斜面上滑，到達(dá)N點(diǎn)時(shí)速度恰好為零，然后又滑回到M點(diǎn)，速度大小變?yōu)関2。若小滑塊帶電量大小為q且保持不變，可視為點(diǎn)電荷。求：

(1)N點(diǎn)的高度h；
(2)若小滑塊向上滑至D點(diǎn)處加速度大小為a，求小滑塊與斜面間的摩擦因數(shù)μ。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

（16分）如圖所示，矩形區(qū)域MNPQ內(nèi)有水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)；在y≥0的區(qū)域內(nèi)還存在垂直于坐標(biāo)平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。半徑為R的光滑絕緣空心半圓細(xì)管ADO固定在豎直平面內(nèi)，半圓管的一半處于電場(chǎng)中，圓心O1為MN的中點(diǎn)，直徑AO垂直于水平虛線MN。一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電小球（可視為質(zhì)點(diǎn)）從半圓管的A點(diǎn)由靜止滑入管內(nèi)，從O點(diǎn)穿出后恰好通過(guò)O點(diǎn)正下方的C點(diǎn)。已知重力加速度為g，電場(chǎng)強(qiáng)度的大小。求：

⑴小球到達(dá)O點(diǎn)時(shí)，半圓管對(duì)它作用力的大小；
⑵矩形區(qū)域MNPQ的高度H和寬度L應(yīng)滿足的條件；
⑶從O點(diǎn)開(kāi)始計(jì)時(shí)，經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間小球的動(dòng)能最��？

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

（6分）如圖所示，斜面傾角，另一邊與地面垂直，高為，斜面頂點(diǎn)有一定滑輪，物塊A和B的質(zhì)量分別為和，通過(guò)輕而軟的細(xì)繩連結(jié)并跨過(guò)定滑輪，開(kāi)始時(shí)兩物塊都位于與地面的垂直距離為的位置上，釋放兩物塊后，A沿斜面無(wú)摩擦地上滑，B沿斜面的豎直邊下落，若物塊A恰好能達(dá)到斜面的頂點(diǎn)，試求和的比值.（滑輪質(zhì)量、半徑及摩擦均可忽略）

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

(15分)如圖所示，在寬度為L(zhǎng)的兩虛線區(qū)域內(nèi)存在勻強(qiáng)電場(chǎng)，一質(zhì)量為m，帶電量為＋q的滑塊(可看成點(diǎn)電荷)，從距該區(qū)域?yàn)長(zhǎng)的絕緣水平面上以初速度v0向右運(yùn)動(dòng)并進(jìn)入電場(chǎng)區(qū)域，滑塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ。

⑴若該區(qū)域電場(chǎng)為水平方向，并且用速度傳感器測(cè)得滑塊從出口處滑出的速度與進(jìn)入該區(qū)域的速度相同，求該區(qū)域的電場(chǎng)強(qiáng)度大小與方向，以及滑塊滑出該區(qū)域的速度；
⑵若該區(qū)域電場(chǎng)為水平方向，并且用速度傳感器測(cè)得滑塊滑出該區(qū)域的速度等于滑塊的初速度v0，求該區(qū)域的電場(chǎng)強(qiáng)度大小與方向；
⑶若將該區(qū)域電場(chǎng)改為豎直方向，測(cè)出滑塊到達(dá)出口處速度為v0/2(此問(wèn)中取v0＝)，再將該區(qū)域電場(chǎng)反向后，發(fā)現(xiàn)滑塊未能從出口滑出，求滑塊所停位置距左邊界多遠(yuǎn)。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

如圖所示，在傾角為θ的斜面上，N點(diǎn)上方粗糙，下方光滑，一物塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）從N點(diǎn)上方離N距離為S的P點(diǎn)由靜止釋放，下滑到N處開(kāi)始?jí)嚎s彈簧后又被彈離，第二次上滑最遠(yuǎn)位置離N距離為0.5S．（不計(jì)物體與彈簧接觸瞬間能量的損失）求：

（1）物塊與粗糙斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)
（2）若已知物塊的質(zhì)量為m，彈簧壓縮最短時(shí)的彈性勢(shì)能為EP，則物體從彈簧被壓縮最短運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)的距離L為多少？

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

)一絕緣“?”形桿由兩段相互平行的足夠長(zhǎng)的水平直桿PQ、MN和一半徑為R的光滑半圓環(huán)MAP組成，固定在豎直平面內(nèi)，其中MN桿是光滑的，PQ桿是粗糙的．現(xiàn)將一質(zhì)量為m的帶正電荷的小環(huán)套在MN桿上，小環(huán)所受的電場(chǎng)力為重力的.
 
(1)若將小環(huán)由D點(diǎn)靜止釋放，則剛好能到達(dá)P點(diǎn)，求DM間的距離；
(2)若將小環(huán)由M點(diǎn)右側(cè)5R處?kù)o止釋放，設(shè)小環(huán)與PQ桿間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，小環(huán)所受最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力大小相等，求小環(huán)在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中克服摩擦力所做的功．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

（14分）如圖所示，傾角為θ的粗糙斜面的底端有一凹形小滑塊，在底端豎直線上離底端高度為H處有一個(gè)小球，小球以一定的水平速度v0拋出。

（1）要使小球垂直打在斜面上，試推導(dǎo)小球離斜面底端的高度H與小球速度v0之間的關(guān)系。
（2）若斜面傾角θ=37°，凹形小滑塊的質(zhì)量m=1kg，小滑塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.25�，F(xiàn)小滑塊以某一初速度從斜面底端上滑，同時(shí)在斜面底端正上方的小球以初速度3m/s水平拋出，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，小球恰好垂直斜面方向落入凹槽，此時(shí)，小滑塊還在上滑過(guò)程中。求小滑塊運(yùn)動(dòng)的時(shí)間和小滑塊的動(dòng)能變化量。（已知sin37°＝0.6, cos37°＝0.8， g取10m/s2）

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

(15分)如圖所示，兩帶有等量異種電荷的平行金屬板M、N豎直放置，兩板間的距離d＝0.4m，現(xiàn)將一質(zhì)量m＝1.0×10－2kg、電荷量q＝＋4×10－5C的帶電小球從兩極板上方A點(diǎn)，以v0＝2m/s的初速度水平拋出，A點(diǎn)距離兩板上端的高度h＝0.2m，之后小球恰從M板頂端位置無(wú)碰擦地進(jìn)入板間，做直線運(yùn)動(dòng)，直至打在N板上的B點(diǎn)，設(shè)空氣阻力不計(jì)，g＝10m/s2，勻強(qiáng)電場(chǎng)只存在于M、N之間，求：

⑴小球進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)的速度大小和方向；
⑵兩極板間的電勢(shì)差U；
⑶小球到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能。

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案