【題目】如圖所示，NQ和MP是兩條平行且傾角θ=30°的光滑金屬軌道，在兩條軌道下面在PQ處接著QT和PS兩條平行光滑的金屬軌道，軌道足夠長(zhǎng)，其電阻忽略不計(jì)。金屬棒ab、cd放在軌道上，始終與軌道垂直且接觸良好。金屬棒ab，cd的質(zhì)量均為m，長(zhǎng)度均為L。連金屬棒的長(zhǎng)度恰好等于軌道的間距，它們與軌道構(gòu)成閉合回路，金屬棒ab的電阻為2R，cd的電阻為R。磁場(chǎng)方向均垂直于導(dǎo)軌向上（不考慮PQ交界處的邊界效應(yīng)，可認(rèn)為磁場(chǎng)在PQ處立即變?yōu)樨Q直向上），磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。若先保持金屬棒cd不動(dòng)，ab在沿導(dǎo)軌向下的力F作用下，開(kāi)始以加速度a沿傾斜軌道向下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。經(jīng)過(guò)t0時(shí)刻，ab棒恰好到PQ位置，此時(shí)撤去力F，同時(shí)釋放cd金屬棒，求：

（1）cd棒勻加速過(guò)程中，外力F隨時(shí)間t變化的函數(shù)關(guān)系；

（2）兩金屬棒撤去F后的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，直到最后達(dá)到穩(wěn)定，金屬棒cd產(chǎn)生的熱量Q；

（3）兩金屬棒撤去F后的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，直到最后達(dá)到穩(wěn)定，通過(guò)金屬棒cd產(chǎn)生的電荷量q；

【答案】（1） （2） （3）

【解析】（1）棒ab勻加速過(guò)程中，

得：

（2）撤去外力時(shí)，金屬棒ab的速度v=at0，

則ab、cd組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，最終穩(wěn)定時(shí)，兩棒速度相同

Mv=2mv′

得v′=at0

則兩根導(dǎo)體棒產(chǎn)生的熱量Q等于動(dòng)能損失，

則

由于ab電阻為2R，cd電阻為R，故其產(chǎn)生的熱量之比為2:1

故cd的熱量

（3）對(duì)cd應(yīng)用動(dòng)量定理：

故

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】如圖所示，A、B為兩塊豎直放置的平行金屬板，G是靜電計(jì)，開(kāi)關(guān)S閉合后，靜電計(jì)指針張開(kāi)一定角度。下述做法可使靜電計(jì)指針張角增大的是

A. 使A板向左平移以增大板間距離

B. 在A、B兩板之間插人一塊陶瓷板

C. 斷開(kāi)S后，使B板向左平移以減小板間距離

D. 斷開(kāi)S后，使B板向上平移以減小極板正對(duì)面積

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，U形管兩臂粗細(xì)不等，開(kāi)口向上，右端封閉的粗管橫截面積是開(kāi)口的細(xì)管的4倍，管中裝入水銀，大氣壓為75cmHg。左端開(kāi)口管中水銀面到管口距離為17cm，且水銀面比封閉管內(nèi)高10cm，封閉管內(nèi)空氣柱長(zhǎng)為12cm�，F(xiàn)在開(kāi)口端用輕活塞封住，并緩慢推動(dòng)活塞，使兩管液面相平，推動(dòng)過(guò)程中兩管的氣體溫度始終不變，試求：

（�。┐止苤袣怏w的最終壓強(qiáng)；

（ⅱ）活塞推動(dòng)的距離。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，足夠長(zhǎng)的光滑絕緣水平臺(tái)左端固定一被壓縮的絕緣輕質(zhì)彈簧，一個(gè)質(zhì)量m=0.04kg、電量q=+2×10-4C的可視為質(zhì)點(diǎn)的帶電小球與彈簧接觸但不栓接．某一瞬間釋放彈簧彈出小球，小球從水平臺(tái)右端A點(diǎn)飛出，恰好能沒(méi)有碰撞地落到粗糙傾斜軌道的最高B點(diǎn)，并沿軌道滑下．已知AB的豎直高度h=0.45m，傾斜軌道與水平方向夾角為α=37°、傾斜軌道長(zhǎng)為L=2.0m，帶電小球與傾斜軌道的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5．傾斜軌道通過(guò)光滑水平軌道CD與光滑豎直圓軌道相連，在C點(diǎn)沒(méi)有能量損失，所有軌道都絕緣，運(yùn)動(dòng)過(guò)程小球的電量保持不變．只有過(guò)山車(chē)模型的豎直圓軌道處在范圍足夠大豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，場(chǎng)強(qiáng)E=2.0×103V/m．（cos37°=0.8，sin37°=0.6，取g=10m/s2）求：

（1）被釋放前彈簧的彈性勢(shì)能？

（2）要使小球不離開(kāi)軌道（水平軌道足夠長(zhǎng)），豎直圓弧軌道的半徑應(yīng)該滿足什么條件？

（3）如果豎直圓弧軌道的半徑R=0.9m，求小球第二次進(jìn)入圓軌道上升的高度。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示是一個(gè)用折射率n=2.4的透明介質(zhì)做成的四棱柱的橫截面圖，其中∠A=∠C=90°，∠B=60°�，F(xiàn)有一條垂直入射到棱鏡的AB面上。下列說(shuō)法正確的是（ ）

A. AB邊可能無(wú)光線射出

B. AD邊一定無(wú)光線射出

C. DC邊一定無(wú)光線射出

D. BC邊一定無(wú)光線射出

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，邊長(zhǎng)為L、電阻為R的正方形線框abcd放在光滑絕緣水平面上，其右邊有一磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向豎直向上的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的寬度為L，線框的ab邊與磁場(chǎng)的左邊界相距為L，且與磁場(chǎng)邊界平行。線框在某一水平恒力作用下由靜止向右運(yùn)動(dòng)，ab邊進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)線框恰好開(kāi)始做勻速運(yùn)動(dòng)。根據(jù)題中信息，下列物理量可以求出的是

A. 外力的大小

B. 勻速運(yùn)動(dòng)的速度大小

C. 進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中通過(guò)線框某橫截面的電荷量

D. 通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域的過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，開(kāi)口向上、豎直放置的足夠高的汽缸，內(nèi)部有一定質(zhì)量的理想氣體被輕活塞A、B分成I、Ⅱ容積均為V的兩部分，開(kāi)始時(shí)活塞A、B均被鎖定，不能滑動(dòng)，此時(shí)氣體I的壓強(qiáng)與外界大氣壓po相同；氣體Ⅱ的壓強(qiáng)是氣體I的3倍。外界溫度恒定，汽缸導(dǎo)熱性良好�，F(xiàn)解除活塞B的鎖定。

①求穩(wěn)定后氣體I的體積和壓強(qiáng)；

②穩(wěn)定后，再解除活塞A的鎖定，求再次穩(wěn)定后氣體Ⅱ的體積。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，以直角三角形AOC為邊界的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，∠A＝60°，AO＝L，在O點(diǎn)放置一個(gè)粒子源，可以向各個(gè)方向發(fā)射某種帶負(fù)電粒子(不計(jì)重力作用)，粒子的比荷為 ，發(fā)射速度大小都為v0，且滿足.粒子發(fā)射方向與OC邊的夾角為θ，對(duì)于粒子進(jìn)入磁場(chǎng)后的運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是(　　)

A. 粒子有可能打到A點(diǎn)

B. 以θ＝60°飛入的粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間最短

C. 以θ<30°飛入的粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間都相等

D. 在AC邊界上只有一半?yún)^(qū)域有粒子射出

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，一塊長(zhǎng)木板B放在光滑的水平面上，在B上放一物體A，現(xiàn)以恒定的外力拉B，由于A、B間摩擦力的作用，A將在B上滑動(dòng)，以地面為參照物，A、B都向前移動(dòng)一段距離，在此過(guò)程中(　)

A．外力F做的功等于A和B動(dòng)能的增量

B．B對(duì)A的摩擦力所做的功等于A的動(dòng)能的增量

C．A對(duì)B的摩擦力所做的功等于B對(duì)A的摩擦力所做的功

D．外力F對(duì)B做的功等于B的動(dòng)能的增量與B克服摩擦力所做的功之和

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