（18分）如圖所示，兩根足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌固定在傾角的斜面上，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，間距L=0.4m，導(dǎo)軌所在空間被分成區(qū)域I和II，兩區(qū)域的邊界與斜面的交線為MN，I中的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直斜面向下，II中的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直斜面向上，兩磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B=0.5T。在區(qū)域I中，將質(zhì)量，電阻的金屬條ab放在導(dǎo)軌上，ab剛好不下滑。然后，在區(qū)域II中將質(zhì)量，電阻的光滑導(dǎo)體棒cd置于導(dǎo)軌上，由靜止開(kāi)始下滑，cd在滑動(dòng)過(guò)程中始終處于區(qū)域II的磁場(chǎng)中，ab、cd始終與導(dǎo)軌垂直且兩端與導(dǎo)軌保持良好接觸，取，問(wèn)

（1）cd下滑的過(guò)程中，ab中的電流方向；
（2）ab剛要向上滑動(dòng)時(shí)，cd的速度v多大？
（3）從cd開(kāi)始下滑到ab剛要向上滑動(dòng)的過(guò)程中，cd滑動(dòng)的距離x=3.8m，此過(guò)程中ab上產(chǎn)生的熱量Q是多少？

（1）由a流向b；（2）；（3）；

解析試題分析：（1）由右手定則可以判斷電流方向由a流向b
（2）開(kāi)始放置ab剛好不下滑時(shí)，ab所受摩擦力為最大摩擦力，設(shè)其為Fmax，有
        ①
設(shè)ab剛好要上滑時(shí)，cd棒的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E，由法拉第電磁感應(yīng)定律有
         ②
設(shè)電路中的感應(yīng)電流為I，由閉合電路歐姆定律有
        ③
設(shè)ab所受安培力為F安，有
         ④
此時(shí)ab受到的最大摩擦力方向沿斜面向下，由平衡條件有
      ⑤
聯(lián)立①②③④⑤式，代入數(shù)據(jù)解得：
                               ⑥
（3）設(shè)cd棒的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中電路中產(chǎn)生的總熱量為Q總，由能量守恒定律有
        ⑦
由串聯(lián)電路規(guī)律有
        ⑧
聯(lián)立解得：                  ⑨
考點(diǎn)：共點(diǎn)力平衡、法拉第電磁感應(yīng)定律、閉合電路歐姆定律、能量守恒定律、串并聯(lián)電路特點(diǎn)

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：單選題

2013年7月，我國(guó)東北三省遭受特大暴雨襲擊，給老百姓的生命安全帶來(lái)巨大危害，也使人們的財(cái)產(chǎn)受到了嚴(yán)重?fù)p失．如右圖是某一救人的場(chǎng)面，為了營(yíng)救一被困人員到一條河流的對(duì)岸，將一根繩的兩端分別拴在兩岸上的建筑物上，這根繩稱為主繩，主繩上掛一個(gè)掛鉤，其下連著一人，人的腰處還連著兩根輔助的繩子，用來(lái)調(diào)整人的速度及位置．在此人沿著主繩離開(kāi)建筑物移向?qū)Π兜倪^(guò)程中，假設(shè)掛鉤與主繩間無(wú)摩擦，此人移動(dòng)緩慢，且兩根輔助繩子處于松馳狀態(tài)，下列說(shuō)法中正確的是(　　)

A．主繩中的拉力先變小后變大
B．主繩中的拉力先變大后變小
C．主繩中的拉力不變
D．主繩中的拉力變化情況無(wú)法確定

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：填空題

如圖（1）所示，均勻長(zhǎng)方體木塊長(zhǎng)b=18cm，高h(yuǎn)=16cm，寬L=10cm，被兩個(gè)力傳感器支撐起來(lái)，兩傳感器間距為a=10cm且到木塊兩邊的距離相等，傳感器能夠?qū)⒅吸c(diǎn)的受力情況通過(guò)數(shù)據(jù)采集器在計(jì)算機(jī)屏幕上反映出來(lái)�，F(xiàn)用一彈簧測(cè)力計(jì)水平拉木塊，拉力作用在木塊的中點(diǎn)且緩慢均勻增大，木塊則始終保持靜止?fàn)顟B(tài)，計(jì)算機(jī)屏上出現(xiàn)如圖（2）所示的圖線。問(wèn)：
圖（2）上的直線A反映的是_______________傳感器上的受力情況（“左邊”或“右邊”）彈簧測(cè)力計(jì)的最大拉力是_______________N。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

如圖，光滑矩形斜面ABCD的傾角，在其上放置一矩形金屬框abcd，ab的邊長(zhǎng)，bc的邊長(zhǎng)，線框的質(zhì)量，電阻R=" 0.1Ω" ，線框通過(guò)細(xì)線繞過(guò)定滑輪與重物相連，細(xì)線與斜面平行且靠近，重物質(zhì)量M=2kg，斜面上efgh區(qū)域是有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B=0.5T，方向垂直于斜面向上;已知ef到gh的距離為0.6m，現(xiàn)讓線框從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)(開(kāi)始時(shí)刻，cd與AB邊重合)，在重物M達(dá)到地面之前，發(fā)現(xiàn)線框勻速穿過(guò)勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，不計(jì)滑輪摩擦，取g=10m/s2。 求:

（1）線框進(jìn)入磁場(chǎng)前細(xì)線所受拉力的大小;
（2）線框從靜止運(yùn)動(dòng)開(kāi)始到ab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)所用的時(shí)間;
（3）線框abcd在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的熱量。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

（20分）如圖所示，質(zhì)量均為的物體分別于輕質(zhì)彈簧的兩端栓接，將它們放在傾角為=30°的光滑斜面上，靜止時(shí)彈簧的形變量為x0．斜面底端有固定擋板D，物體C靠在擋板D上．將質(zhì)量也為m的物體A從斜面上的某點(diǎn)由靜止釋放，與B相碰．已知重力加速度為g，彈簧始終處于彈性限度內(nèi)，不計(jì)空氣阻力．求：

（1）彈簧的勁度系數(shù)；
（2）若A與B相碰后粘連在一起開(kāi)始做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，且A與B第一次運(yùn)動(dòng)達(dá)到最高點(diǎn)時(shí)，C對(duì)擋板D的壓力恰好為0，求此簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振幅；
（3）若將A從另一位置由靜止釋放，A與B相碰后不粘連，但仍立即一起運(yùn)動(dòng)，且當(dāng)B第一次運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)，C對(duì)擋板D的壓力也恰好為零．已知A與B相碰后彈簧第一次恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí)B的速度大小為，求相碰后A第一次運(yùn)動(dòng)達(dá)到的最高點(diǎn)與開(kāi)始靜止釋放點(diǎn)之間的距離．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

用L=30cm的細(xì)線將質(zhì)量為4×10-3㎏的帶電小球P懸掛在Ｏ點(diǎn)下，當(dāng)空中有方向?yàn)樗较蛴遥笮?×104N/C的勻強(qiáng)電場(chǎng)時(shí)，小球偏轉(zhuǎn)37°后處在靜止?fàn)顟B(tài)。

（1）分析小球的帶電性質(zhì)；
（2）求小球的帶電量；
（3）求細(xì)線的拉力。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

如圖所示，兩根粗細(xì)均勻的金屬桿AB和CD的長(zhǎng)度均為L(zhǎng)，電阻均為R，質(zhì)量分別為3m和m，用兩根等長(zhǎng)的、質(zhì)量和電阻均不計(jì)的、不可伸長(zhǎng)的柔軟導(dǎo)線將它們連成閉合回路，懸跨在絕緣的、水平光滑的圓棒兩側(cè)，AB和CD處于水平。在金屬桿AB的下方有水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感強(qiáng)度的大小為B，方向與回路平面垂直，此時(shí)CD處于磁場(chǎng)中�，F(xiàn)從靜止開(kāi)始釋放金屬桿AB，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間（AB、CD始終水平），在AB即將進(jìn)入磁場(chǎng)的上邊界時(shí)，其加速度為零，此時(shí)金屬桿CD還處于磁場(chǎng)中，在此過(guò)程中金屬桿AB上產(chǎn)生的焦耳熱為Q. 重力加速度為g，試求：
（1）金屬桿AB即將進(jìn)入磁場(chǎng)上邊界時(shí)的速度v1.
（2）在此過(guò)程中金屬桿CD移動(dòng)的距離h和系統(tǒng)機(jī)械能減少量.
（3）設(shè)金屬桿AB在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的速度為v2，通過(guò)計(jì)算說(shuō)明v2大小的可能范圍.（設(shè)CD始終在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)）

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

如圖所示，兩平行金屬導(dǎo)軌間的距離L＝0.40m， 金屬導(dǎo)軌所在的平面與水平面夾角，在導(dǎo)軌所在平面內(nèi)，分布著磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.50T、方向垂直于導(dǎo)軌所在平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．金屬導(dǎo)軌的一端接有電動(dòng)勢(shì)E＝4.5V、內(nèi)阻r＝0.50Ω的直流電源．現(xiàn)把一個(gè)質(zhì)量m＝0.040kg的導(dǎo)體棒ab放在金屬導(dǎo)軌上，導(dǎo)體棒恰好靜止．導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌垂直且接觸良好，導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌、接觸的兩點(diǎn)間的電阻R0＝2.5Ω，金屬導(dǎo)軌電阻不 計(jì)，g取10m/s2，已知sin37°＝0.60，cos 37°＝0.80，求：

（1）通過(guò)導(dǎo)體棒的電流；
（2）導(dǎo)體棒受到的安培力大小；
（3）導(dǎo)體棒受到的摩擦力大小和方向．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

如圖所示，A、B兩小球帶等量同號(hào)電荷，A固定在豎直放置的L=10cm長(zhǎng)的絕緣支桿上，B受A的斥力作用靜止于光滑的絕緣斜面上與A等高處，斜面傾角為=300，B的質(zhì)量為m=360g。

求：（1）B球?qū)π泵娴膲毫Υ笮?nbsp;
（2）B 球帶的電荷量大�。╣取10m/s2，結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。

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同步練習(xí)冊(cè)答案