【題目】如圖，長度均為L的光滑導(dǎo)軌OM、ON固定在豎直平面內(nèi)，電阻不計，兩導(dǎo)軌與豎直方向夾角均為30°�？臻g存在垂直導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。一質(zhì)量為m、長為L的導(dǎo)體棒受到豎直向上的拉力F作用，向下運(yùn)動，棒始終與y軸垂直對稱，且與導(dǎo)軌接觸良好，在導(dǎo)軌上運(yùn)動時棒上的電流強(qiáng)度恒定為I。導(dǎo)體棒單位長度電阻值為r，重力加速度為g。

(1)分析并說明該導(dǎo)體棒在軌道上做何種運(yùn)動；

(2)求棒在導(dǎo)軌上運(yùn)動時拉力F的功率與y的關(guān)系；

(3)說明棒在導(dǎo)軌上運(yùn)動過程中涉及的做功與能量變化的情況。

【答案】(1)勻速直線運(yùn)動；(2)；(3)見解析

【解析】

(1)導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢

閉合回路中的電流

得

I、r、B均恒定，故v恒定，即棒做勻速直線運(yùn)動。

(2)導(dǎo)體棒受力情況如下圖所示

由共點(diǎn)力平衡知

得

又

得

(3)導(dǎo)體棒在導(dǎo)軌上運(yùn)動過程中重力對棒做正功，重力勢能減少；拉力對棒做負(fù)功，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為其他形式的能；安培力對棒做負(fù)功，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能；電流做功，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】將從空中下落的雨滴看作為球體，設(shè)它豎直落向地面的過程中所受空氣阻力大小為f=kr2v2，其中v是雨滴的速度大小，r是雨滴半徑，k是比例系數(shù)。設(shè)雨滴間無相互作用且雨滴質(zhì)量不變，重力加速度為g。

（1）試通過列式說明雨滴在下落過程中加速度如何變化；

（2）設(shè)雨滴的密度為ρ，推導(dǎo)雨滴無風(fēng)下落過程中的最大速度vm與半徑r的關(guān)系式；

（3）示意圖中畫出了半徑為r1、r2（r1>r2）兩種雨滴在空氣中無初速下落的v–t圖線，其中對應(yīng)半徑為r1的雨滴；

（4）無風(fēng)時，一般情況下小雨和暴雨雨滴落地時速度有何不同？說明該自然現(xiàn)象的原因。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】一輛正沿平直路面行駛的車廂內(nèi)，一個面向車前進(jìn)方向站立的人對車廂壁施加水平推力F，在車前進(jìn)s的過程中，下列說法正確的是( )

A. 當(dāng)車勻速前進(jìn)時，人對車做的總功為正功

B. 當(dāng)車減速前進(jìn)時，人對車做的總功為負(fù)功

C. 當(dāng)車加速前進(jìn)時，人對車做的總功為負(fù)功

D. 不管車如何運(yùn)動，人對車做的總功都為零

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，質(zhì)量為m＝1.0 kg的物體在水平力F＝5 N的作用下，以v0＝10 m/s向右勻速運(yùn)動。傾角為θ＝37°的斜面與水平面在A點(diǎn)用極小的光滑圓弧相連。物體與水平面、斜面間的動摩擦因數(shù)相同，物體到達(dá)A點(diǎn)后撤去水平力 F，再經(jīng)過一段時間物體到達(dá)最高點(diǎn)B點(diǎn)。g取10 m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。（ ）

A.A、B間距離為5m

B.A、B間距離為6m

C.從A點(diǎn)算起，經(jīng)1 s物體到達(dá)最高點(diǎn)

D.從A點(diǎn)算起，經(jīng)2 s物體到達(dá)最高點(diǎn)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某單板滑雪的賽道結(jié)構(gòu)如圖所示，斜坡AB與水平面夾角為53°，它和半徑為24m的光滑圓弧BC平滑相交于B點(diǎn)，BC弧對應(yīng)的圓心角為37°，圓心O處于B點(diǎn)正上方。一運(yùn)動員從斜坡上A點(diǎn)由靜止起自由下滑，到達(dá)C點(diǎn)時脫離軌道，在空中表演出各種漂亮的技術(shù)動作后，以15m/s的速度落于另一斜坡E點(diǎn)。A、B兩點(diǎn)間的高度差為m，C、E兩點(diǎn)間的高度差為m，不計空氣阻力，取sin53°=cos37°=0.8，cos53°=sin37°=0.6，g=10m/s2。求：

(1)運(yùn)動員下滑到B點(diǎn)時的速度大小vB；

(2)滑板與斜坡AB間的動摩擦因數(shù)μ。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，長為L=8m、質(zhì)量為M=4kg的長木板放置于光滑的水平面上，其左端有一個大小可忽略，質(zhì)量為m=1kg的物塊，物塊與木板間的動摩擦因數(shù)為0.4，開始時物塊與木板處于靜止?fàn)顟B(tài)，物塊的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，取g=10m/s2；用外力固定木板，對物塊施加方向水平向右的恒定拉力F=8N，使物塊在木板上滑動起來，求：

（1）求物塊在木板上滑行的加速度大��；

（2）物塊從木板左端運(yùn)動到右端經(jīng)歷的時間；

（3）若不用外力固定木板，對物塊施加方向水平向右的恒定拉力F=2N，求物塊和木板的加速度大小.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】氣球以10 m/s的速度勻速豎直上升，從氣球上掉下一個物體，經(jīng)17 s到達(dá)地面．求物體剛脫離氣球時氣球的高度．(g＝10 m/s2)．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】回旋加速器是加速帶電粒子的裝置，其核心部分是分別與高頻交流電源兩極相連接的兩個D形金屬盒，兩盒間的狹縫中形成周期性變化的電場，使粒子在通過狹縫時都能得到加速，兩D形金屬盒處于垂直于盒底的勻強(qiáng)磁場中，如圖所示．設(shè)D形盒半徑為R.若用回旋加速器加速質(zhì)子(氫核)時，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，高頻交流電源的周期為T.質(zhì)子質(zhì)量為m，電荷量為e.則下列說法正確的是(　　)

A. 高頻交流電源周期應(yīng)為T＝

B. 質(zhì)子被加速后的最大動能Ek不可能超過

C. 質(zhì)子被加速后的最大動能與狹縫間的加速電壓、加速次數(shù)有關(guān)

D. 不改變B或T，該回旋加速器不能用于加速α粒子(即氦核)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲所示，足夠長的柔軟導(dǎo)線跨過滑輪懸掛兩條水平金屬棒MN、PQ ，棒長均為l=0.50m，電阻值均為R =1.0Ω的電阻。MN質(zhì)量m1=0.10kg， PQ質(zhì)量m2=0.20kg，整個裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1.0T的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向水平且垂直于MN和PQ。t=0時刻，對金屬棒MN施加一個豎直向下的外力F，使之由靜止開始運(yùn)動，運(yùn)動過程中電路中的電流I隨時間t變化的關(guān)系如圖乙所示。電路中其他部分電阻忽略不計， g取10m/s2：

(1)求2.0s末金屬棒MN瞬時速度的大��；

(2)求4.0s末力F的瞬時功率；

(3)已知0~3.0s時間內(nèi)MN上產(chǎn)生的熱量為0.36J，試計算F對金屬棒MN所做的功。

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同步練習(xí)冊答案