【題目】如圖所示，間距為l=0.5m的兩平行金屬導軌由水平部分和傾角為θ=30o傾斜部分平滑連接而成。傾斜導軌間通過單刀雙擲開關(guān)連接阻值R=1Ω的電阻和電容C=1F未充電的電容器。傾斜導軌和水平導軌上均存在垂直導軌平面向上的勻強磁場，磁感應強度均為B=1T。現(xiàn)將開關(guān)S擲向電阻，金屬桿ab從傾斜導軌上端釋放，達到勻速后進入水平導軌，運動過程中，桿ab與導軌始終接觸良好，且保持與導軌垂直。已知桿ab長為l=0.5m，質(zhì)量為m=0.25kg，電阻忽略不計，不計摩擦阻力和導軌電阻，忽略磁場邊界效應。

(1)求桿ab在傾斜導軌上勻速運動時的速度大�。�

(2)求桿ab在水平導軌上滑行的距離；

(3)若將開關(guān)S擲向電容，金屬桿ab從傾斜導軌上離低端S=5m處釋放，求桿ab到達低端的時間。

【答案】(1)5m/s；(2)5m；(3)2s

【解析】

到達底端前勻速運動，可求出到達底端時的速度，根據(jù)動量定理和流過的電量與位移的關(guān)系可求得水平位移；接入電容器后通過受力分析可推出做勻加速運動，從而求得運動時間。

(1)設(shè)勻速運動時速度大小為v

解得

(2)設(shè)移動位移為x

解得

(3)設(shè)到低端的時間為t

解得

因此運動的時間

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】一只氫氣球被一根細繩拴住，細繩另一端固定在一個放在水平地面的物體上，風沿水平方向吹來，細繩偏離豎直方向保持靜止，如圖實線所示，當風的方向不變，風力變化，細繩偏離豎直方向到達如圖虛線所示位置，此時氣球和物體仍保持靜止，則( )

A.氣球受到的合力變大

B.細繩對氣球的拉力增大

C.風力變小

D.地面上的物體對地面的摩擦力變大

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】2019年10月29日，由航天科技集團六院801所承擔推進分系統(tǒng)的火星探測器完成懸停、避障、緩速下降及著陸試驗，充分驗證了探測器到達火星后在降落階段的控制和推進工作性能。已知火星的質(zhì)量和半徑分別約為地球的十分之一和二分之一。則下列說法正確的是（　�。�

A.火星表面的重力加速度是地球表面加速度的五分之一

B.火星探測器要懸停，可以保持向下噴出燃料的速度不變和單位時間內(nèi)噴出燃料的質(zhì)量逐漸減小

C.火星探測器要向左水平平移，合外力的沖量方向為右偏下

D.火星探測器要緩速下降，不需要任何方向噴出燃料

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在研究光電效應的實驗中，用頻率為v的單色光照射陰極K時，能發(fā)生光電效應，并測得遏止電壓為U。若用上述單色光照射一群處于n=2的激發(fā)態(tài)的氫原子，恰能使氫原于躍遷到n=6的激發(fā)態(tài)，已知電子的帶電荷量為e，真空中的光速為c，普朗克常量為h，氫原子在能級n上的能量En與基態(tài)的能量E1滿足。下列說法正確的是（　�。�

A.光電子的最大初動能為hv-eU

B.陰極K的極限頻率為v-

C.氫原子基態(tài)的能量為

D.氫原子的能級從n=3躍遷到n=2時發(fā)射出光的波長為

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，A、B是豎直放置的中心帶有小孔的平行金屬板，兩板間的電壓為U1＝100 V，C、D是水平放置的平行金屬板，板間距離為d＝0.2 m，板的長度為L＝1 m，P是C板的中心，A、B兩板小孔連線的延長線與C、D兩板的距離相等，將一個負離子(不計重力）從A板的小孔處由靜止釋放。為了使負離子能打在P點，C、D兩板間的電壓應為多少，哪板電勢高？

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，虛線1、2、3、4為靜電場中的等勢面，相鄰的等勢面之間的電勢差相等，其中等勢面3的電勢為零。一帶正電的點電荷在靜電力的作用下運動，經(jīng)過a、b兩點時的動能分別為26 eV和5 eV，當這一點電荷運動到某一位置，其電勢能變?yōu)椋?/span>8 eV時，它的動能應為

A. 8 eVB. 13 eVC. 20 eVD. 34 eV

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】光滑水平面上有一邊長為L的正方形區(qū)域處在電場強度為E的勻強電場中，電場方向與正方形一邊平行。一質(zhì)量為m、帶電量為q的小球由某一邊的中點，以垂直于該邊的水平速度V0進入該正方形區(qū)域。當小球再次運動到該正方形區(qū)域的邊緣時，具有的動能可能為（ ）

A. B.

C. D.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】2018年12月8日，在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長征三號乙運載火箭將嫦娥四號發(fā)射；2019年1月3日，嫦娥四號成功登陸月球背面，人類首次實現(xiàn)了月球背面軟著陸。如圖，嫦娥四號在繞月球橢圓軌道上無動力飛向月球，到達近月軌道上P點時的速度為v0，經(jīng)過短暫“太空剎車”，進入近月軌道繞月球運動。已知月球半徑為R，嫦娥四號的質(zhì)量為m，在近月軌道上運行周期為T，引力常量為G，不計嫦娥四號的質(zhì)量變化，下列說法正確的是（　�。�

A.嫦娥四號在橢圓軌道上運行時的機械能與在近月軌道上運行時的機械能相等

B.月球的平均密度ρ=

C.嫦娥四號著陸后在月面上受到的重力大小為

D.“太空剎車”過程中火箭發(fā)動機對嫦娥四號做的功為

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，絕緣水平面內(nèi)固定有兩足夠長的平行金屬導軌ab和ef，導軌間距為d，兩導軌間分別接有兩個阻值均為r的定值電阻和，質(zhì)量為m、長度為d的導體棒PQ放在導軌上，棒始終與導軌垂直且接觸良好，不計導軌與棒的電阻，在空間加上磁感應強度小為B、方向豎直向下的勻強磁場，兩根完全相同的輕彈簧一端與棒的中點連接，另一端固定，初始時刻，兩根彈簧恰好處于原長狀態(tài)且與導軌在同一平面內(nèi)，現(xiàn)使導體棒獲得水平向左的初速度，在導體棒第一次運動至右端的過程中，上產(chǎn)生的焦耳熱為，下列說法正確的是（　�。�

A.初始時刻，棒所受安培力的大小為

B.棒第一次回到初始位置時，的電功率為

C.棒第一次到達右端時，兩根彈簧具有的彈性勢能之和為

D.從初始時刻至棒第一次到達左端的過程中，整個回路產(chǎn)生的焦耳熱為4Q

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