【題目】如圖所示，兩根平行光滑金屬導(dǎo)軌MN，PQ，放在水平面上，導(dǎo)軌間距L，左端向上彎曲，電阻不計(jì)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向豎直向上，磁感應(yīng)大小為B，導(dǎo)體棒a與b的質(zhì)量均為 m，電阻分別為R與2R，b棒放在水平導(dǎo)軌上足夠遠(yuǎn)處，a棒在弧形導(dǎo)軌上距水平面h高度處由靜止釋放，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中導(dǎo)軌與導(dǎo)體棒接觸良好且始終與導(dǎo)軌垂直，重力加速度為g：

(1)求a棒滑到底端剛要進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的動(dòng)量大��；

(2)求a棒滑到底端剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)受到的安培力的大小和方向；

(3)求最終穩(wěn)定時(shí)兩棒的速度大��；

(4)從a棒開(kāi)始下滑到最終穩(wěn)定的過(guò)程中，求b棒上產(chǎn)生的內(nèi)能。

【答案】(1) ；(2)，方向水平向左；(3)；(4)

【解析】

(1)設(shè)棒剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度為，從開(kāi)始下落到進(jìn)入磁場(chǎng)，根據(jù)機(jī)械能守恒定律有

解得

棒剛要進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的動(dòng)量大小

(2)棒切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為

根據(jù)閉合電路歐姆定律有

棒受到的安培力為

根據(jù)左手定則可知棒受到的安培力方向水平向左

(3)設(shè)兩棒最后穩(wěn)定時(shí)的速度為，從棒進(jìn)入磁場(chǎng)到兩棒速度達(dá)到穩(wěn)定，根據(jù)動(dòng)量守恒定律有

解得

(4) 設(shè)棒產(chǎn)生的內(nèi)能為，棒產(chǎn)生的內(nèi)能為，根據(jù)能量守恒定律有

兩棒串聯(lián)內(nèi)能與電阻成正比，則有

聯(lián)立解得

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】在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，雙縫到光屏上點(diǎn)P的距離之差為0.6 μm，若分別用頻率為f1＝5.0×1014Hz和f2＝7.5×1014Hz的單色光垂直照射雙縫，試分析判斷點(diǎn)P應(yīng)出現(xiàn)亮條紋還是暗條紋？分別為第幾條亮條紋或暗條紋？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，質(zhì)量為m的小球套在傾斜放置的固定光滑桿上，一根輕質(zhì)彈簧一端固定于O點(diǎn)另一端與小球相連，彈簧與桿在同一豎直平面內(nèi)，將小球沿桿拉到彈簧水平位置由靜止釋放，小球沿桿下滑，當(dāng)彈簧位于豎直位置時(shí)，小球速度恰好為零，此時(shí)小球下降的豎直高度為h，若全過(guò)程中彈簧始終處于伸長(zhǎng)狀態(tài)且處于彈性限度范圍內(nèi)，下列說(shuō)法正確的是（　　）

A.彈簧與桿垂直時(shí)，小球速度最大

B.彈簧與桿垂直時(shí)，小球的動(dòng)能與重力勢(shì)能之和最大

C.小球下滑至最低點(diǎn)的過(guò)程中，合外力的沖量為零

D.小球下滑至最低點(diǎn)的過(guò)程中，彈簧的彈性勢(shì)能增加量等于mgh

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】小明做“探究碰撞中的不變量”實(shí)驗(yàn)的裝置如圖1所示，懸掛在O點(diǎn)的單擺由長(zhǎng)為l的細(xì)線和直徑為d的小球A組成，小球A與放置在光滑支撐桿上的直徑相同的小球B發(fā)生對(duì)心碰撞，碰后小球A繼續(xù)擺動(dòng)，小球B做平拋運(yùn)動(dòng)。

（1）小明用游標(biāo)卡尺測(cè)小球A直徑如圖2所示，則d=_______mm。又測(cè)得了小球A質(zhì)量m1，細(xì)線長(zhǎng)度l，碰撞前小球A拉起的角度α和碰撞后小球B做平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移x、豎直下落高度h。為完成實(shí)驗(yàn)，還需要測(cè)量的物理量有：______________________。

（2）若A、B兩球碰后粘在一起形成新單擺，其周期_________（選填“小于”、“等于”或“大于”）粘合前單擺的周期（擺角小于5°）。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，質(zhì)量為0.1kg的小物塊在粗糙水平桌面上滑行4m后以3.0m/s的速度飛離桌面，最終落在水平地面上，已知物塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5，桌面高0.45m，若不計(jì)空氣阻力，取g=10m/s2，則（　　）

A.小物塊在桌面上所受合外力的沖量大小是0.4

B.小物塊飛離桌面到最終落在水平地面上的時(shí)間為3s

C.小物塊在桌面上克服摩擦力做8J的功

D.小物塊落地時(shí)的動(dòng)能為0.9J

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】兩列振動(dòng)情況完全相同的水波某時(shí)刻的波峰和波谷位置如圖所示，實(shí)線表示波峰，虛線表示波谷，相鄰實(shí)線與虛線間的距離為0.2m，波速為1m/s，兩列波的振幅均為1cm，C點(diǎn)是相鄰實(shí)線與虛線間的中點(diǎn)，則（　�。�

A.圖示時(shí)刻A、B兩點(diǎn)的豎直高度差為2cm

B.圖示時(shí)刻C點(diǎn)正處于平衡位置且向水面下運(yùn)動(dòng)

C.經(jīng)0.2s，A點(diǎn)偏離平衡位置的位移為-2cm

D.F點(diǎn)到兩波源的路程差為零

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示的電路，A、B、C為三個(gè)相同的燈泡，其電阻大于電源內(nèi)阻，當(dāng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向上移動(dòng)時(shí)( )

A.A燈變亮，B燈和C燈都變暗

B.A燈變亮，B燈變暗，C燈變亮

C.電源釋放的總電功率增大，電源的供電效率升高

D.電源輸出的電功率增大，電源的供電效率降低

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】“研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)的裝置如圖甲所示，鋼球從斜槽上滾下，經(jīng)過(guò)水平槽飛出后做平拋運(yùn)動(dòng)。每次都使鋼球從斜槽上同一位置由靜止?jié)L下，在小球運(yùn)動(dòng)軌跡的某處用帶孔的卡片迎接小球，使球恰好從孔中央通過(guò)而不碰到邊緣，然后對(duì)準(zhǔn)孔中央在白紙上記下一點(diǎn)。通過(guò)多次實(shí)驗(yàn)，在豎直白紙上記錄鋼球所經(jīng)過(guò)的多個(gè)位置，用平滑曲線連起來(lái)就得到鋼球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡。

①實(shí)驗(yàn)所需的器材有：白紙、圖釘、平板、鉛筆、弧形斜槽、小球、重錘線、有孔的卡片，除此之外還需要的一項(xiàng)器材是______

A．天平 B．秒表 C．刻度尺

②在此實(shí)驗(yàn)中，小球與斜槽間有摩擦______（選填“會(huì)”或“不會(huì)”）使實(shí)驗(yàn)的誤差增大；如果斜槽末端點(diǎn)到小球落地點(diǎn)的高度相同，小球每次從斜槽滾下的初始位置不同，那么小球每次在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間______（選填“相同”或“不同”）

③如圖乙所示是在實(shí)驗(yàn)中記錄的一段軌跡。已知小球是從原點(diǎn)O水平拋出的，經(jīng)測(cè)量A點(diǎn)的坐標(biāo)為（40cm，20cm），g取10m/s2，則小球平拋的初速度v0=______m/s，若B點(diǎn)的橫坐標(biāo)為xB=60cm，則B點(diǎn)縱坐標(biāo)為yB=______m。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，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)l1=1m，bc的邊長(zhǎng)l2=0.6m，金屬框的質(zhì)量，電阻，金屬框與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)，金屬框通過(guò)輕質(zhì)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m0=2kg，斜面上cfgh區(qū)域是有界勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，方向垂直于斜面向上，已知ef到gh的距離為。現(xiàn)讓金屬由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)(開(kāi)始時(shí)刻，cd與AB邊重),在重物到達(dá)地面之前，發(fā)現(xiàn)金域勻速穿過(guò)勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，不計(jì)滑輪摩擦，g取，求：

（1）金屬框進(jìn)入磁場(chǎng)前細(xì)線所受拉力的大��；

（2）金屬框從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到ab邊剛進(jìn)入從所用的時(shí)間；

（3）金屬框abcd在穿過(guò)勻強(qiáng)磁場(chǎng)過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱。

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