【題目】如圖甲所示，MN、PQ為水平放置的足夠長(zhǎng)的平行光滑導(dǎo)軌，導(dǎo)軌間距L為0.5m，導(dǎo)軌左端連接一個(gè)阻值為2Ω的定值電阻R，將一根質(zhì)量為0.2kg的金屬棒cd垂直放置在導(dǎo)軌上，且與導(dǎo)軌接觸良好，金屬棒cd的電阻r=2Ω，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，整個(gè)裝置處于垂直導(dǎo)軌平面向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2T．若棒以1m/s的初速度向右運(yùn)動(dòng)，同時(shí)對(duì)棒施加水平向右的拉力F作用，并保持拉力的功率恒為4W，從此時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，經(jīng)過(guò)2s后金屬棒的速度保持穩(wěn)定不變，圖乙為安培力與時(shí)間的關(guān)系圖象。試問(wèn)：

（1）金屬棒cd開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)其中的電流方向怎樣？

（2）金屬棒在前2s內(nèi)所做的是一種怎樣的運(yùn)動(dòng)？并說(shuō)明理由。

（3）2s后金屬棒的速度大小是多少m/s？

（4）0～2s內(nèi)通過(guò)電阻R的電量約多少C？

【答案】(1)d指向c；(2)加速度減小的加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)；(3)4m/s；(4)1.66C

【解析】

（1）由右手定則可知金屬棒cd中的電流方向；（2）分析物體的受力情況，根據(jù)牛頓第二定律判斷物體的運(yùn)動(dòng)情況；（3）金屬棒的速度最大時(shí)，所受的合外力為零，從而求解最大速度；（4）根據(jù)圖像的 “面積”求解安培力的沖量，結(jié)合電量的公式求解電量.

（1）由右手定則可知，金屬棒cd中的電流方向由d指向c；

（2）金屬棒在前2s內(nèi)所做的是加速度減小的加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)；對(duì)于金屬棒運(yùn)動(dòng)的起始時(shí)刻，金屬棒在水平方向上受到安培力FA和拉力F的作用，

所以F>FA，金屬棒所受的合力方向與初速度方向相同，因此金屬棒向右做加速運(yùn)動(dòng)；由于，所以FA將隨著v的增大而不斷增大；又由于，所以F隨著v的增大而不斷減小；

而F-FA=ma，所以加速度a將不斷減小；所以金屬棒在前2s內(nèi)所做的是一種加速度減小的加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng).

（3）金屬棒的速度最大時(shí)，所受的合外力為零，即

解出：

（4）圖像與橫軸之間共約83（81-85）個(gè)小方格，相應(yīng)的“面積”為

即

故 （1.62C-1.70C）

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：

【題目】如圖所示，同一水平面內(nèi)有一金屬圓線(xiàn)圈M和一帶正電橡膠圓環(huán)N，當(dāng)N繞其圓心在水平面內(nèi)順時(shí)針加速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，可判斷出M環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向及M變化趨勢(shì)（　　）

A. 逆時(shí)針；收縮 B. 逆時(shí)針；擴(kuò)張

C. 順時(shí)針；收縮 D. 順時(shí)針；擴(kuò)張

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】將一物體由地面豎直向上拋出，物體距離地面的高度為h，上升階段其機(jī)械能E隨h的變化關(guān)系如圖所示，則下落階段的E﹣h圖象是（　　）

A. B.

C. D.

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】壓敏電阻的阻值會(huì)隨所受壓力的增大而增大。某同學(xué)利用壓敏電阻設(shè)計(jì)了一個(gè)判斷電梯運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的裝置，其裝置示意圖如圖1所示。將壓敏電阻平放在電梯內(nèi)，受壓面朝上，在上面放一物體m，電梯靜止時(shí)電流表示數(shù)為2I0．電梯在不同的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，電流表的示數(shù)分別如圖2中甲、乙、丙、丁所示，則下列判斷中正確的是（　�。�

A. 甲圖表示電梯可能做勻加速上升運(yùn)動(dòng)

B. 乙圖表示電梯可能做勻減速上升運(yùn)動(dòng)

C. 丙圖表示電梯可能做勻加速下降運(yùn)動(dòng)

D. 丁圖表示電梯可能做勻減速下降運(yùn)動(dòng)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖（a）所示，傾角θ=37°的粗糙斜面固定在水平地面上，質(zhì)量m=2kg的物體置于其上。t=0時(shí)對(duì)物體施加一個(gè)平行于斜面向上的拉力F，t=1s時(shí)撤去拉力，斜面足夠長(zhǎng)，物體運(yùn)動(dòng)的部分v一t圖如圖（b）所示。

（1）物體在第2s運(yùn)動(dòng)過(guò)程中加速度的大小是多少m/s2？

（2）求斜面的動(dòng)摩擦因素；

（3）物體運(yùn)動(dòng)到斜面最高位置時(shí)能否保持靜止？請(qǐng)說(shuō)明理由。

（4）物體在何時(shí)具有最大機(jī)械能？若以地面為零勢(shì)能面，則最大機(jī)械能是多少J？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】航天事業(yè)在不斷地發(fā)展，各國(guó)對(duì)探索太空的奧秘都已產(chǎn)生了濃厚的興趣，尤其是對(duì)適合人類(lèi)居住的星球的探索。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的觀(guān)測(cè)，終于在太陽(yáng)星系外發(fā)現(xiàn)了一顆適合人類(lèi)居住的星球A，通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)星球A的質(zhì)量約為地球質(zhì)量的2倍，直徑約為地球直徑的2倍。則

A. 星球A的自轉(zhuǎn)周期一定比地球的自轉(zhuǎn)周期小

B. 同一物體在星球A表面的重力約為在地球表面重力的倍

C. 星球A衛(wèi)星的最大環(huán)繞速度與地球衛(wèi)星的最大環(huán)繞速度近似相等

D. 如果星球A的衛(wèi)星與地球的衛(wèi)星分別以相同的軌道半徑運(yùn)行，則兩衛(wèi)星的線(xiàn)速度大小一定相等

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】將兩質(zhì)量不同的物體P、Q放在傾角為θ的光滑斜面體上，如圖甲所示，在物體P上施加沿斜面向上的恒力F，使兩物體沿斜面向上做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)；圖乙為僅將圖甲中的斜面體調(diào)整為水平，同樣在P上加水平恒力F；圖丙為兩物體疊放在在一起，在物體P上施加一豎直向上的相同恒力F使二者向上加速運(yùn)動(dòng)。三種情況下兩物體的加速度大小分別為a甲、a乙、a丙，兩物體間的作用力分別為F甲、F乙、F丙。則下列說(shuō)法正確的是

A. a乙最大，F乙最大

B. a丙最大，F丙最大

C. a甲=a乙=a丙，F甲=F乙=F丙

D. a乙＞a甲＞a丙，F甲=F乙=F丙

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，一塊橡皮用細(xì)線(xiàn)懸掛于O點(diǎn)，現(xiàn)用一支鉛筆貼著細(xì)線(xiàn)的左側(cè)水平向右以速度v勻速移動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中保持鉛筆的高度不變，懸掛橡皮的那段細(xì)線(xiàn)始終保持豎直，則在鉛筆未碰到橡皮前，橡皮的運(yùn)動(dòng)情況不正確的是（　�。�

A. 橡皮在水平方向上作勻速運(yùn)動(dòng)

B. 橡皮在豎直方向上作加速運(yùn)動(dòng)

C. 橡皮的運(yùn)動(dòng)軌跡是一條曲線(xiàn)

D. 橡皮在圖示位置時(shí)的速度大小為

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】兩個(gè)不規(guī)則帶電導(dǎo)體間的電場(chǎng)線(xiàn)分布如圖所示,已知導(dǎo)體附近的電場(chǎng)線(xiàn)均與導(dǎo)體表面垂直,為電場(chǎng)中幾個(gè)點(diǎn),并且為緊靠導(dǎo)體表面的兩點(diǎn),選無(wú)窮遠(yuǎn)處為電勢(shì)零點(diǎn),則

A. 場(chǎng)強(qiáng)大小關(guān)系有

B. 電勢(shì)大小關(guān)系有

C. 將一負(fù)電荷放在點(diǎn)時(shí)其電勢(shì)能為負(fù)值

D. 將一正電荷由點(diǎn)移到點(diǎn)的過(guò)程中電場(chǎng)力做正功

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