【題目】如圖甲所示，不變形、足夠長、質(zhì)量為m1=0.2kg的“U”形金屬導(dǎo)軌PQMN放在絕緣水平桌面上，QP與MN平行且距離d=1m，Q、M間導(dǎo)體電阻阻值R=4Ω，右內(nèi)側(cè)緊靠兩固定絕緣小立柱1、2；光滑金屬桿KL電阻阻值r=1Ω，質(zhì)量m2=0.1kg，垂直于QP和MN，與QM平行且距離L=0.5m，左側(cè)緊靠兩固定絕緣小立柱3、4。金屬導(dǎo)軌與桌面的動摩擦因數(shù)μ=0.5，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，其余電阻不計。從t=0開始，垂直于導(dǎo)軌平面的磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度如圖乙所示。

（1）求在整個過程中，導(dǎo)軌受到的靜摩擦力的最大值fmax；

（2）如果從t=2s開始，給金屬桿KL水平向右的外力，外力對金屬桿作用的功率保持不變?yōu)镻0=320W，桿到達(dá)最大速度時撤去外力，求撤去外力后QM上產(chǎn)生的熱量QR=？

【答案】（1）0.8N ；（2）4J

【解析】

試題分析：（1）在0~1s時間內(nèi)，設(shè)t時刻磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，QKLM中的感應(yīng)電動勢為E，電流為I，金屬導(dǎo)軌QM受到的安培力為F，則

B= 2+2t（T）

解得 T/s，E=1V，I=0.2A

=(2+2t)Id

當(dāng)t=1s時，安培力最大為Fm，則Fm=0.8N

設(shè)金屬導(dǎo)軌PQMN受到的最大靜摩擦力為fm，則

1s以后，電動勢為零，QM受到的安培力為零。即安培力最大時，仍然小于金屬導(dǎo)軌PQMN受到的最大靜摩擦力，金屬導(dǎo)軌PQMN始終靜止，受到的是靜摩擦力，所以fmax=Fm

fmax=0.8N

（3）從t=2s開始后，導(dǎo)軌QM受到的安培力向右，由于小立柱1、2的作用，金屬導(dǎo)軌PQMN靜止。設(shè)桿KL的最大速度為vm時，感應(yīng)電動勢為E1，電流為I1，受到的安培力為F1，外力為F0，則

即

解得 vm=10 m/s

撤去外力直到停下來，產(chǎn)生的總熱量為Q0，則

解得 Q0=5J，QR=4J

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，C是放在光滑的水平面上的一塊木板，木板的質(zhì)量為3m，在木板的上面有兩塊質(zhì)量均為m的小木塊A和B，它們與木板間的動摩擦因數(shù)均為μ。最初木板靜止，A、B兩木塊同時以相向的水平初速度v0和2v0滑上長木板，木板足夠長， A、B始終未滑離木板也未發(fā)生碰撞。求：

①木塊B的最小速度是多少？

②木塊A從剛開始運(yùn)動到A、B、C速度剛好相等的過程中，木塊A所發(fā)生的位移是多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示為某汽車在平直公路上啟動時發(fā)動機(jī)功率P隨時間t變化的圖象，P0為發(fā)動機(jī)的額定功率。已知在t2時刻汽車的速度已經(jīng)達(dá)到最大vm，汽車受到的空氣阻力與地面摩擦力之和隨速度增大而增大。由此可得

A. 在0~t1時間內(nèi)，汽車一定做勻加速度運(yùn)動

B. 在t1~t2時間內(nèi)，汽車一定做勻速運(yùn)動

C. 在t2~t3時間內(nèi)，汽車一定做勻速運(yùn)動

D. 在t3時刻，汽車速度一定等于vm

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在正方形區(qū)域abcd內(nèi)有方向垂直于紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場。在t＝0時刻，位于正方形中心O的離子源向平面abcd內(nèi)各個方向發(fā)射出大量帶正電的粒子，所有粒子的初速度大小均相同，粒子在磁場中做圓周運(yùn)動的半徑恰好等于正方形的邊長，不計粒子的重力以及粒子間的相互作用力。已知平行于ad方向向下發(fā)射的粒子在t＝t0時刻剛好從磁場邊界cd上某點離開磁場，下列說法正確的是（ ）

A. 粒子在該磁場中勻速圓周運(yùn)動的周期為6t0

B. 粒子的比荷為

C. 粒子在磁場中運(yùn)動的軌跡越長，對應(yīng)圓弧的圓心角越大

D. 初速度方向正對四個頂點的粒子在磁場中運(yùn)動時間最長

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，兩個質(zhì)量相等的帶電粒子a、b在同一位置A以大小相同的速度射入同一勻強(qiáng)磁場，兩粒子的入射方向與磁場邊界的夾角分別為30°和60°，經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后兩粒子都經(jīng)過B點， AB連線與磁場邊界垂直，則（ ）

A. a粒子帶正電，b粒子帶負(fù)電

B. 兩粒子的軌道半徑之比

C. 兩粒子所帶電荷量之比

D. 兩粒子的運(yùn)動時間之比

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，空間存在水平向左的勻強(qiáng)電場和垂直紙面向里的水平勻強(qiáng)磁場．在該區(qū)域中，有一個豎直放置光滑絕緣圓環(huán)，環(huán)上套有一個帶正電的小球．O點為圓環(huán)的圓心，a、b、c、d為圓環(huán)上的四個點，a點為最高點，c點為最低點，bd沿水平方向．已知小球所受電場力與重力大小相等．現(xiàn)將小球從環(huán)的頂端a點由靜止釋放．下列判斷正確的是（ ）

A. 小球能越過與O等高的d點并繼續(xù)沿環(huán)向上運(yùn)動

B. 當(dāng)小球運(yùn)動到bc中點時，洛侖茲力最大

C. 小球從a點到b點，重力勢能減小，電勢能增大

D. 小球從b點運(yùn)動到c點，電勢能增大，動能先增大后減小

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，傾角為足夠大的光滑斜面上，有一個xoy坐標(biāo)系，x軸沿水平方向。若將光滑金屬小球從O點分別施以不同的初始運(yùn)動條件，關(guān)于其后運(yùn)動規(guī)律，下列分析正確的有（ ）

A. 將小球以其初速度v0分別沿x和y的方向拋出后，將同時到達(dá)斜面底邊

B. 將小球以初速度v0分別沿x的正方向和x的負(fù)方向拋出，到達(dá)斜面底時速度大小一樣

C. 將小球以速度v0沿x正方向拋出和無初速度釋放小球，到達(dá)斜面底邊的時間相同

D. 無論怎樣將小球沿斜面拋出或釋放，小球做的都是勻變速運(yùn)動，加速度大小均為

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖（a）， O、 N、 P 為直角三角形的三個頂點， ∠NOP＝37°， OP 中點處固定一電量為 q1＝2．0×10-8C 的正點電荷， M 點固定一輕質(zhì)彈簧。 MN 是一光滑絕緣桿，其中 ON長為 a＝1m，桿上穿有一帶正電的小球（可視為點電荷），將彈簧壓縮到 O 點由靜止釋放，小球離開彈簧后到達(dá) N 點的速度為零。沿 ON 方向建立坐標(biāo)軸（取 O 點處 x＝0），圖（b）中Ⅰ和Ⅱ圖線分別為小球的重力勢能和電勢能隨位置坐標(biāo) x 變化的圖像，其中 E0＝1．24×10-3J， E1＝1．92×10-3J， E2＝6．2×10-4J。（靜電力恒量 k＝9．0×109N·m2/C2，取 sin37°＝0．6， cos37°＝0．8，重力加速度 g＝10m/s2）

（1）求電勢能為 E1時小球的位置坐標(biāo) x1和小球的質(zhì)量 m；

（2）已知在 x1處時小球與桿間的彈力恰好為零，求小球的電量 q2；

（3）求小球釋放瞬間彈簧的彈性勢能 E

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】2018 年 11 月 16 日，第 26 屆國際計量大會上通過了關(guān)于“修訂國際單位制（ SI）”的決議，根據(jù)決議， 4 個SI基本單位的定義將改用普朗克常數(shù)、基本電荷常數(shù)、玻爾茲曼常數(shù)和阿伏伽德羅常數(shù)定義。下列屬于基本物理量的是（ ）

A. 力 B. 質(zhì)量 C. 速度 D. 電荷量

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