【題目】如圖所示，兩條平行的固定金屬導(dǎo)軌相距L=1m，光滑水平部分有一半徑為r=0.3m的圓形磁場區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為、方向豎直向下；傾斜部分與水平方向的夾角為θ=37°，處于垂直于斜面的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=0.5T。金屬棒PQ和MN的質(zhì)量均為m=0.lkg，電阻均為。PQ置于水平導(dǎo)軌上，MN放置于傾斜導(dǎo)軌上、剛好不下滑。兩根金屬棒均與導(dǎo)軌垂直且接觸良好。從某時(shí)刻起，PQ棒在水平外力的作用下由靜止開始向右運(yùn)動(dòng)，當(dāng)PQ棒進(jìn)人磁場中時(shí)，即以速度v=16m/s；勻速穿過該區(qū)域。不計(jì)導(dǎo)軌的電阻，PQ始終在水平導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)。取，；

(1)求MN棒剛要滑動(dòng)時(shí)，PQ所處的位置；

(2)求從PQ棒開始運(yùn)動(dòng)到MN棒剛要滑動(dòng)的過程中通過PQ棒的電荷量；

(3)通過計(jì)算，定量畫出PQ棒進(jìn)人磁場后在磁場中水平外力F隨位移變化的圖像。

【答案】(1)m；(2)C；(3)

【解析】

(1)開始剛好不下滑時(shí)，受沿傾斜導(dǎo)軌向上的最大靜摩擦力，則

設(shè)進(jìn)入磁場后切割磁感線的有效長度為，由法拉第電磁感應(yīng)定律得產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為

由閉合電路歐姆定律得整個(gè)回路中的感應(yīng)電流為

則所受的安培力為

棒剛要向上滑動(dòng)時(shí)，受沿傾斜導(dǎo)軌向下的最大靜摩擦力，由力的平衡條件有

聯(lián)立解得

m

即棒剛要滑動(dòng)時(shí)，棒剛好運(yùn)動(dòng)到圓形磁場區(qū)域的直徑位置。

(2)從棒開始運(yùn)動(dòng)到棒剛要滑動(dòng)的過程中，穿過回路的磁通量的變化量為

平均感應(yīng)電動(dòng)勢

平均感應(yīng)電流

通過棒的電荷量

C

(3)當(dāng)棒進(jìn)入磁場后的位移為時(shí)，切割磁感線的有效長度為

回路中的電流為

受到的安培力為

由題意知外力為

故有

因此棒所受水平外力隨位移變化的圖像如圖所示

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】如圖，從P點(diǎn)以水平速度v將小皮球拋向固定在地面上的塑料筐，小皮球恰好能夠入筐。不考慮空氣阻力，則小皮球在空中飛行的過程中（　�。�

A.在相等的時(shí)間內(nèi)，皮球動(dòng)量的改變量相同

B.在相等的時(shí)間內(nèi)，皮球動(dòng)能的改變量相同

C.下落相同的高度，皮球動(dòng)量的改變量相同

D.下落相同的高度，皮球動(dòng)能的改變量相同

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】由于空氣阻力的影響，炮彈的實(shí)際飛行軌跡不是拋物線，而是“彈道曲線”，如圖中實(shí)線所示。圖中虛線為不考慮空氣阻力情況下炮彈的理想運(yùn)動(dòng)軌跡，為彈道曲線上的五點(diǎn)，其中點(diǎn)為發(fā)射點(diǎn)，點(diǎn)為落地點(diǎn)，點(diǎn)為軌跡的最高點(diǎn)，為運(yùn)動(dòng)過程中經(jīng)過的距地面高度相等的兩點(diǎn)。下列說法正確的是（　�。�

A.到達(dá)點(diǎn)時(shí)，炮彈的速度為零

B.到達(dá)點(diǎn)時(shí)，炮彈的加速度為零

C.炮彈經(jīng)過點(diǎn)時(shí)的速度大于經(jīng)過點(diǎn)時(shí)的速度

D.炮彈由點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)的時(shí)間大于由點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)的時(shí)間

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某同學(xué)在“探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，測得圖中彈簧OC的勁度系數(shù)為500N/m如圖甲所示，用彈簧OC和兩根相同的彈簧測力計(jì)a、b做“探究求合力的方法”的實(shí)驗(yàn)。在保持彈簧伸長2.00cm不變的條件下：

（1）若彈簧測力計(jì)a、b間夾角為90°，彈簧測力計(jì)a的讀數(shù)是__________N（如圖乙中所示），則彈簧測力計(jì)b的讀數(shù)可能為__________N.

（2）若彈簧測力計(jì)a、b間夾角小于90°，保持彈簧測力計(jì)a與彈簧OC的夾角不變，增大彈簧測力計(jì)b與彈簧測計(jì)力a的夾角，則彈簧測力計(jì)b的讀數(shù)__________（選填“變大”“變小”、“不變”、“先變小后變大”或“先變大后變小”）。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某實(shí)驗(yàn)小組為了測量出電池組的電動(dòng)勢E和內(nèi)阻r，用下列器材組裝了一個(gè)實(shí)驗(yàn)電路，設(shè)計(jì)完成后發(fā)現(xiàn)還可用該電路研究電源路端電壓和小燈泡電壓隨電流的變化規(guī)律：

A.電壓表（量程、內(nèi)阻很大）

B.電壓表（量程、內(nèi)阻很大）

C.電流表A（量程、內(nèi)阻很小）

D.滑動(dòng)變阻器R（最大阻值、額定電流3A）

E.小燈泡（3V）

F.電池組（電動(dòng)勢E、內(nèi)阻r）

G.開關(guān)一只，導(dǎo)線若干

實(shí)驗(yàn)時(shí)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的阻值，多次測量后發(fā)現(xiàn)：若電壓表的示數(shù)增大，則電壓表的示數(shù)減�。�

(1)請將設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路圖在圖甲虛線方框中補(bǔ)充完整；（________）

(2)某次實(shí)驗(yàn)時(shí)，調(diào)整滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)片到適當(dāng)位置，測得三個(gè)電表指針位置如圖乙所示，則電流表讀數(shù)___A，電壓表讀數(shù)___V，電壓表的讀數(shù)___V；

(3)多次實(shí)驗(yàn)，得到兩電壓表讀數(shù)與電流表對應(yīng)讀數(shù)I。實(shí)驗(yàn)小組把測量數(shù)據(jù)畫在圖像中，描繪出了兩條圖線A、B：

①根據(jù)圖丙可以算出電源的電動(dòng)勢E=______V，內(nèi)阻r =________（計(jì)算結(jié)果保留2位有效數(shù)字）；

②圖丙中電路處于Q狀態(tài)時(shí)，滑動(dòng)變阻器的阻值應(yīng)為______，此時(shí)小燈泡的實(shí)際功率為____W。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某密閉絕熱“U”形氣缸開口向上豎直放置，通過置于底部的電熱絲緩慢加熱缸內(nèi)的理想氣體，使絕熱活塞由A位置緩慢到達(dá)B位置，如圖甲所示。在此過程中，缸內(nèi)氣體的溫度-體積圖像（圖像）如圖乙所示。已知活塞質(zhì)量、橫截面積，大氣壓強(qiáng)，忽略活塞與氣缸璧之間的摩擦，重力加速度：

(1)求缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)；

(2)求活塞到達(dá)位置B時(shí)缸內(nèi)氣體的溫度；

(3)若一定質(zhì)量的理想氣體的內(nèi)能與熱力學(xué)溫度成正比，活塞在A位置時(shí)缸內(nèi)氣體的內(nèi)能為J。求活塞由A位置運(yùn)動(dòng)到B位置的過程中缸內(nèi)氣體從電熱絲吸收的總熱量。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，某科研單位設(shè)計(jì)了一空間飛行器，飛行器從地面起飛時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)提供的動(dòng)力方向與水平方向的夾角α=60°，使飛行器恰好沿與水平方向的夾角θ=30°的直線斜向右上方勻加速飛行，經(jīng)時(shí)間t后，將動(dòng)力的方向沿逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)60°同時(shí)適當(dāng)調(diào)節(jié)其大小，使飛行器依然可以沿原方向勻減速直線飛行，飛行器所受空氣阻力不計(jì)。下列說法中正確的是（　　）

A.飛行器加速時(shí)動(dòng)力的大小等于mg

B.飛行器加速時(shí)加速度的大小為g

C.飛行器減速時(shí)動(dòng)力的大小等于mg

D.飛行器減速飛行時(shí)間t后速度為零

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在“探究彈力和彈簧伸長量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)先測出不掛鉤碼時(shí)彈簧下端指針?biāo)缚潭瘸呖潭�，然后將不同�?shù)量的相同的鉤碼依次懸掛在豎直彈簧下端，并記錄好相應(yīng)讀數(shù)。

(1)某次測量如圖所示，指針?biāo)缚潭瘸咦x數(shù)為________cm。

(2)該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)過程中，發(fā)現(xiàn)掛前3個(gè)鉤碼時(shí)，鉤碼重力與對應(yīng)的彈簧伸長量基本成正比關(guān)系，但當(dāng)掛上第4個(gè)鉤碼時(shí)，彈簧突然向下伸長很多，和前3組數(shù)據(jù)對比，明顯不再成正比關(guān)系，產(chǎn)生這種情況的原因是________。

(3)更換新的同種彈簧后進(jìn)一步探究，在掛上第3個(gè)鉤碼后，在彈簧伸長過程中鉤碼的機(jī)械能將________，彈簧的彈性勢能將________。(填“增加”、“不變”或“減少”)。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某型號汽車出廠標(biāo)準(zhǔn)，為百公里（100 km/h）剎車距離小于44 m，當(dāng)剎車距離超過標(biāo)準(zhǔn)距離20%時(shí)，就需要考慮剎車系統(tǒng)、輪胎磨損等安全隱患問題。某用戶以路邊相距30 m的A、B兩路燈柱為參照物，以100 km/h的速度緊急剎車，通過A燈柱時(shí)車速儀如圖a所示，通過B燈柱時(shí)如圖b所示，剎車過程可看作勻變速運(yùn)動(dòng)。則下列相關(guān)敘述中正確的是（　�。�

A.該汽車剎車過程加速度大小約為

B.該汽車百公里剎車距離大于60 m

C.該汽車百公里剎車距離已超過20%，存在安全隱患

D.此測試過程不規(guī)范不專業(yè)，沒有任何實(shí)際指導(dǎo)意義

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