【題目】如圖所示，平行光滑金屬導(dǎo)軌由水平部分和傾斜部分平滑連接而成。導(dǎo)軌水平部分的矩形區(qū)域MNQP內(nèi)存在方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=0.50T。在距離磁場(chǎng)左邊界d=0.40m處垂直導(dǎo)軌放置導(dǎo)體棒a，在傾斜導(dǎo)軌高h=0.2m處垂直于導(dǎo)軌放置導(dǎo)體棒b。將b由靜止釋放，最終a以1m/s的速度離開(kāi)磁場(chǎng)右邊界。已知軌道間距L=0.20m。兩棒質(zhì)量均為0.01kg，兩棒電阻均為0.1Ω，不計(jì)導(dǎo)軌電阻。導(dǎo)體棒在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終垂直于導(dǎo)軌且接觸良好。g取10m/s2。忽略磁場(chǎng)邊界效應(yīng)。求：

（1）安培力對(duì)導(dǎo)體棒a做的功。

（2）導(dǎo)體棒a剛出磁場(chǎng)時(shí)，b的速度大小及兩棒之間的距離。

（3）導(dǎo)體棒b的整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，安培力對(duì)b做的功。

【答案】（1）0.005J（2）1m/s；0.2m（3）-0.02J

【解析】

（1）導(dǎo)體棒a在安培力的作用下由靜止向右加速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)動(dòng)能定理，安培力對(duì)導(dǎo)體a做的功

（2）導(dǎo)鐵棒b在傾斜部分運(yùn)動(dòng)時(shí)，由機(jī)械能守恒定律有

得

導(dǎo)體棒b進(jìn)入磁場(chǎng)與導(dǎo)體棒a通過(guò)磁場(chǎng)相互作用直到導(dǎo)體棒a出磁場(chǎng)，由動(dòng)量守恒定律有

得,即導(dǎo)體棒a出磁場(chǎng)時(shí)，兩棒已獲得共同速度

此過(guò)程中，對(duì)導(dǎo)體棒b運(yùn)用動(dòng)量定理有

得

兩棒之間的距離為

（3）導(dǎo)體棒b進(jìn)入磁場(chǎng)與導(dǎo)體棒a通過(guò)磁場(chǎng)相互作用后獲得共同速度的過(guò)程中，安培力對(duì)導(dǎo)體棒b做的功

導(dǎo)體棒a從磁場(chǎng)中出來(lái)時(shí)，導(dǎo)體棒b與磁場(chǎng)右邊界相距

此時(shí)對(duì)導(dǎo)體棒b運(yùn)用動(dòng)量定理有

得v3=0導(dǎo)體棒b剛好停止在磁場(chǎng)右邊界處，該過(guò)程中安培力對(duì)導(dǎo)體棒b做的功

因此整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中安培力對(duì)于導(dǎo)體棒b做的功為

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】質(zhì)量為m的小球由輕繩a、b分別系于一輕質(zhì)木架上的A和C點(diǎn)，繩長(zhǎng)分別為la、lb，如圖所示。當(dāng)輕桿繞軸BC以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，繩a在豎直方向，繩b在水平方向，當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到圖示位置時(shí)，繩b被燒斷的同時(shí)輕桿停止轉(zhuǎn)動(dòng)，則（ ）

A. 小球仍在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)

B. 在繩b被燒斷瞬間，a繩中張力突然增大

C. 若角速度ω較小，小球在垂直于平面ABC的豎直平面內(nèi)擺動(dòng)

D. 繩b未被燒斷時(shí)，繩a的拉力大于mg，繩b的拉力為mω2lb

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】滑板運(yùn)動(dòng)是青少年喜愛(ài)的一項(xiàng)活動(dòng)。如圖所示，滑板運(yùn)動(dòng)員以某一初速度從A點(diǎn)水平離開(kāi)h=0.8 m髙的平臺(tái)，運(yùn)動(dòng)員（連同滑板）恰好能無(wú)碰撞的從B點(diǎn)沿圓弧切線(xiàn)進(jìn)人豎直光滑圓弧軌道，然后經(jīng)C點(diǎn)沿固定斜面向上運(yùn)動(dòng)至最高點(diǎn)D。圓弧軌道的半徑為1 m ,B、C為圓弧的兩端點(diǎn)，其連線(xiàn)水平，圓弧對(duì)應(yīng)圓心角θ=106°，斜面與圓弧相切于C點(diǎn)。已知滑板與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=1/3，g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8，不計(jì)空氣阻力，運(yùn)動(dòng)員（連同滑板）質(zhì)量為50 kg,可視為質(zhì)點(diǎn)。試求：

（1）運(yùn)動(dòng)員（連同滑板)離開(kāi)平臺(tái)時(shí)的初速度v0；

（2）運(yùn)動(dòng)員（連同滑板)通過(guò)圓弧軌道最底點(diǎn)對(duì)軌道的壓力；

（3）運(yùn)動(dòng)員（連同滑板）在斜面上滑行的最大距離。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，靜止在光滑水平面上的斜面體，質(zhì)量為M，傾角為α．其斜面上有一靜止的滑塊，質(zhì)量為m，兩者之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，滑塊受到的最大靜摩擦力可認(rèn)為等于滑動(dòng)摩擦力，重力加速度為g．現(xiàn)給斜面體施加水平向右的力使斜面體加速運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是（ ）

A. 水平恒力F變大后，如果滑塊仍靜止在斜面上，滑塊對(duì)斜面的壓力增加

B. 水平恒力F變大后，如果滑塊仍靜止在斜面上，滑塊對(duì)斜面的壓力減小

C. 若要使滑塊與斜面體一起加速運(yùn)動(dòng)，水平向右的力F的最大值

D. 若水平恒力F方向向左，滑塊與斜面一起向左做的加速運(yùn)動(dòng)，則摩擦力對(duì)滑塊做正功。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，ACB是一條足夠長(zhǎng)的絕緣水平軌道，軌道CB處在方向水平向右、大小E=1.0×106N/C的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，一質(zhì)量m=0.25kg、電荷量q=-2.0×10-6C的可視為質(zhì)點(diǎn)的小物體，在距離C點(diǎn)=6.0m的A點(diǎn)處，在拉力F=4.0N的作用下由靜止開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng)，當(dāng)小物體到達(dá)C點(diǎn)時(shí)撤去拉力，小物體滑入電場(chǎng)中.已知小物體與軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.4，求小物體

(1)到達(dá)C點(diǎn)時(shí)的速度大��；

(2)小物體在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間.

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，一束帶電粒子以一定的初速度沿直線(xiàn)通過(guò)由相互正交的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)組成的速度選擇器，然后粒子通過(guò)平板S上的狹縫P進(jìn)入平板下方的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，平板下方的磁場(chǎng)方向如圖所示。粒子最終打在S板上，粒子重力不計(jì)，則下面說(shuō)法正確的是（ ）

A. 粒子帶負(fù)電

B. 能沿直線(xiàn)通過(guò)狹縫P的粒子具有相同的速度

C. 粒子打在S板上的位置越靠近狹縫P，粒子的比荷越小

D. 打在同一點(diǎn)的粒子，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相同

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，輕彈簧的下端固定在水平桌面上，上端放有物塊P，系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)。現(xiàn)有一豎直向上的力F作用在P上，使其向上做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。以x表示P離開(kāi)靜止位置的位移，在彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)前，下列表示F和x之間關(guān)系的圖像正確的是（ ）

A. B.

C. D.

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】每年都有很多高中畢業(yè)生利用暑假去學(xué)習(xí)駕駛技術(shù)，其中目標(biāo)停車(chē)是駕考中的一個(gè)必考題目，其過(guò)程可簡(jiǎn)化為如圖所示的模型：在一條平直公路上有 A、B、C、D 四個(gè)停車(chē) 標(biāo)志桿，每相鄰兩個(gè)停車(chē)標(biāo)志桿之間的距離為Δx＝16 m，某次測(cè)試時(shí)，駕駛員正在以 v0＝20 m/s 的速度勻速行駛，當(dāng)車(chē)頭到達(dá) O 點(diǎn)時(shí)聽(tīng)到停車(chē)指令，要求駕駛員將車(chē)頭停在標(biāo) 志桿 C、D 之間，駕駛員經(jīng)過(guò)Δt＝0.5 s 的反應(yīng)時(shí)間后開(kāi)始剎車(chē)，剎車(chē)后開(kāi)始做勻減速直線(xiàn) 運(yùn)動(dòng)，若測(cè)得汽車(chē)從 O 到標(biāo)志桿 B 的時(shí)間為t1＝5.5 s，從標(biāo)志桿 B 到標(biāo)志桿 C 的時(shí)間為 t2＝2.0 s．求：

(1)O 點(diǎn)到標(biāo)志桿 A 之間的距離 x 及汽車(chē)剎車(chē)時(shí)的加速度大小

(2)汽車(chē)停止運(yùn)動(dòng)時(shí)車(chē)頭與標(biāo)志桿 D 的距離 L.

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，直徑分別為D和2D的同心圓處于同一豎直面內(nèi),O為圓心，GH為大圓的水平直徑．兩圓之間的環(huán)形區(qū)域(Ⅰ區(qū))和小圓內(nèi)部(Ⅱ區(qū))均存在垂直圓面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．間距為d的兩平行金屬極板間有一勻強(qiáng)電場(chǎng)，上極板開(kāi)有一小孔．一質(zhì)量為m、電量 為＋q的粒子由小孔下方處?kù)o止釋放，加速后粒子以豎直向上的速度v射出 電場(chǎng)，由H點(diǎn)緊靠大圓內(nèi)側(cè)射入磁場(chǎng)．不計(jì)粒子的重力．

(1)求極板間電場(chǎng)強(qiáng)度的大小；

(2)若粒子運(yùn)動(dòng)軌跡與小圓相切，求Ⅰ區(qū)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小；

(3)若Ⅰ區(qū)、Ⅱ區(qū)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小分別為、,粒子運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后再次經(jīng)過(guò)H點(diǎn)，求這段時(shí)間粒子運(yùn)動(dòng)的路程．

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