（10分）如圖甲，MN、PQ兩條平行的光滑金屬軌道與水平面成θ = 30°角固定，M、P之間接電阻箱R，導(dǎo)軌所在空間存在勻強磁場，磁場方向垂直于軌道平面向上，磁感應(yīng)強度為B = 0.5T。質(zhì)量為m的金屬桿a b水平放置在軌道上，其接入電路的電阻值為r�，F(xiàn)從靜止釋放桿a b，測得最大速度為vm。改變電阻箱的阻值R，得到vm與R的關(guān)系如圖乙所示。已知軌距為L = 2m，重力加速度g取l0m/s2，軌道足夠長且電阻不計。
（1）當R = 0時，求桿a b勻速下滑過程中產(chǎn)生感生電動勢E的大小及桿中的電流方向；
（2）求金屬桿的質(zhì)量m和阻值r；
（3）當R = 4Ω時，求回路瞬時電功率每增加1W的過程中合外力對桿做的功W。

(1)   電流方向從b→a    (2) m=0.2kg，r=2Ω   (3) W=0.6J 

解析試題分析：（1）由圖可知，當R=0時，桿最終以v=2m/s勻速運動，產(chǎn)生電動勢
 由右手定則判斷可知桿中電流方向從b→a
（2）設(shè)桿運動的最大速度為v，桿切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢 
由閉合電路的歐姆定律得：,桿達到最大速度時滿足 
聯(lián)立解得：
由圖象可知：斜率為，縱截距為v0=2m/s，
得到：
解得：m=0.2kg，r=2Ω    
(3)由題意：，
得 
瞬時電功率增大量
由動能定理得: 
比較上兩式得 
代入解得 W=0.6J  
考點：導(dǎo)體切割磁感線時的感應(yīng)電動勢；動能定理的應(yīng)用；電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖所示，王鵬以v0=8m/s的速度將質(zhì)量m=6kg的鉛球斜向上拋出，他的出手高度h=1.8m。若忽略空氣阻力，取g=10m/s2。求：

（1）鉛球在擲出時所具有的重力勢能（以地面為參考平面）；
（2）鉛球在擲出時的動能；
（3）鉛球落地時的速度大小。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

質(zhì)量為m、電量為-q的帶電粒子，從圖中的O點以初速度v0射入場強為E的勻強電場中，v0與x軸方向夾角為θ，飛出電場時速度恰好沿y軸的正方向(與電場垂直).設(shè)粒子在電場中僅受電場力作用，在這過程中，帶電粒子動量的增量大小為______，動能增量為______.

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

(12分) 如圖所示，粗糙程度均勻的絕緣斜面傾角為θ。其下方O點處有一固定的正點電荷，電荷量為Q，OD⊥MN，OM=ON，質(zhì)量為m、帶負電的小滑塊以初速度v1從M點沿斜面上滑，到達N點時速度恰好為零，然后又滑回到M點，速度大小變?yōu)関2。若小滑塊帶電量大小為q且保持不變，可視為點電荷。求：

(1)N點的高度h；
(2)若小滑塊向上滑至D點處加速度大小為a，求小滑塊與斜面間的摩擦因數(shù)μ。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖所示，一塊足夠大的光滑平板放置在水平面上，能繞水平固定軸MN調(diào)節(jié)其與水平面所成的傾角．板上一根長為l=0.60m的輕細繩，它的一端系住一質(zhì)量為的小球P ，另一端固定在板上的O點．當平板的傾角固定為時，先將輕繩平行于水平軸MN拉直，然后給小球一沿著平板并與輕繩垂直的初速度v0＝3.0m/s ．若小球能保持在板面內(nèi)作圓周運動，傾角的值應(yīng)在什么范圍內(nèi)？（取重力加速度g=10m/s2）

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（18分）釣魚島是我國固有領(lǐng)土，決不允許別國侵占，近期，為提高警惕保衛(wèi)祖國，我人民海軍為此進行登陸演練，假設(shè)一艘戰(zhàn)艦因噸位大吃水太深，只能停錨在離海岸登陸點x＝1 km處．登陸隊員需要從較高的軍艦甲板上，利用繩索下滑到登陸快艇上再行登陸接近目標，若繩索兩端固定好后，與豎直方向的夾角θ＝37°，為保證行動最快，隊員甲先勻加速滑到某最大速度，再靠摩擦勻減速滑至快艇，速度剛好為零，在隊員甲開始下滑時，隊員乙在甲板上同時開始向快艇以速度平拋救生圈，第一個剛落到快艇，接著拋第二個，結(jié)果第二個救生圈剛好與甲隊員同時抵達快艇（快艇可視為質(zhì)點），若人的質(zhì)量m，重力加速度g＝10 m/s2，問：

(1)軍艦甲板到快艇的豎直高度H為多少？隊員甲在繩索上運動的時間t0為多少？
(2)若加速過程與減速過程中的加速度大小相等，則隊員甲在何處速度最大？最大速度多大？
(3)若登陸艇額定功率5 kW，載人后連同裝備總質(zhì)量為103 kg，從靜止開始以最大功率向登陸點加速靠近，到達岸邊時剛好能達到最大速度10 m/s，若登陸艦前進時阻力恒定，則登陸艇運動的時間t′為多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

質(zhì)量為m的小球A以速率v0向右運動時跟靜止的小球B發(fā)生碰撞，碰后A球以的速率反向彈回，而B球以的速率向右運動，求：
（1）小球B的質(zhì)量mB是多大？
（2）碰撞過程中，小球B對小球A做功W是多大？

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（16分）如圖所示，矩形區(qū)域MNPQ內(nèi)有水平向右的勻強電場；在y≥0的區(qū)域內(nèi)還存在垂直于坐標平面向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B。半徑為R的光滑絕緣空心半圓細管ADO固定在豎直平面內(nèi)，半圓管的一半處于電場中，圓心O1為MN的中點，直徑AO垂直于水平虛線MN。一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電小球（可視為質(zhì)點）從半圓管的A點由靜止滑入管內(nèi)，從O點穿出后恰好通過O點正下方的C點。已知重力加速度為g，電場強度的大小。求：

⑴小球到達O點時，半圓管對它作用力的大�。�
⑵矩形區(qū)域MNPQ的高度H和寬度L應(yīng)滿足的條件；
⑶從O點開始計時，經(jīng)過多長時間小球的動能最小？

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

)一絕緣“?”形桿由兩段相互平行的足夠長的水平直桿PQ、MN和一半徑為R的光滑半圓環(huán)MAP組成，固定在豎直平面內(nèi)，其中MN桿是光滑的，PQ桿是粗糙的．現(xiàn)將一質(zhì)量為m的帶正電荷的小環(huán)套在MN桿上，小環(huán)所受的電場力為重力的.
 
(1)若將小環(huán)由D點靜止釋放，則剛好能到達P點，求DM間的距離；
(2)若將小環(huán)由M點右側(cè)5R處靜止釋放，設(shè)小環(huán)與PQ桿間的動摩擦因數(shù)為μ，小環(huán)所受最大靜摩擦力與滑動摩擦力大小相等，求小環(huán)在整個運動過程中克服摩擦力所做的功．

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