如圖所示，AB和CD是足夠長(zhǎng)的平行光滑導(dǎo)軌，其間距為l，導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為θ。整個(gè)裝置處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。AC端連有電阻值為R的電阻。若將一質(zhì)量M，垂直于導(dǎo)軌的金屬棒EF在距BD端s處由靜止釋放，在EF棒滑至底端前會(huì)有加速和勻速兩個(gè)運(yùn)動(dòng)階段。今用大小為F、方向沿斜面向上的恒力把EF棒從BD位置由靜止推至距BD端s處，突然撤去恒力F，棒EF最后又回到BD端。（金屬棒、導(dǎo)軌的電阻均不計(jì)）求：

（1）EF棒下滑過程中的最大速度；

（2）EF棒自BD端出發(fā)又回到BD端的整個(gè)過程中，有多少電能轉(zhuǎn)化成了內(nèi)能？

 

（1）vm=

（2）ΔE=Fs-M（）2


解析:

（1）如圖所示，當(dāng)EF從距BD端s處由靜止開始滑至BD的過程中，受力情況如圖所示。

安培力：F安=BIl=B…………………………（2分）

根據(jù)牛頓第二定律：a=①…………（2分）

所以，EF由靜止開始做加速度減小的變加速運(yùn)動(dòng)。當(dāng)a=0時(shí)速度達(dá)到最大值vm。

由①式中a=0有：Mgsinθ-B2l2vm/R=0    ②

vm= 。 ………………………………………（2分）

（2）由恒力F推至距BD端s處，棒先減速至零，然后從靜止下滑，在滑回BD之前已達(dá)最大速度vm開始勻速�！�2分）

設(shè)EF棒由BD從靜止出發(fā)到再返回BD過程中，轉(zhuǎn)化成的內(nèi)能為ΔE。根據(jù)能的轉(zhuǎn)化與守恒定律：

Fs-ΔE=Mvm2 ③

ΔE=Fs-M（）2 �！�2分）

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，AB和CD是足夠長(zhǎng)的平行光滑導(dǎo)軌，其間距為L(zhǎng)，導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為θ．整個(gè)裝置處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，．AC端連有電阻值為R的電阻．若將一質(zhì)量為M、電阻為r的金屬棒EF垂直于導(dǎo)軌在距BD端s處由靜止釋放，在棒EF滑至底端前會(huì)有加速和勻速兩個(gè)運(yùn)動(dòng)階段．今用大小為F，方向沿斜面向上的恒力把棒EF從BD位置由靜止推至距BD端s處，突然撤去恒力F，棒EF最后又回到BD端．（導(dǎo)軌的電阻不計(jì)）
（1）求棒EF下滑過程中的最大速度；
（2）求恒力F剛推棒EF時(shí)棒的加速度；
（3）棒EF自BD端出發(fā)又回到BD端的整個(gè)過程中，電阻R上有多少電能轉(zhuǎn)化成了內(nèi)能？

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，ab和cd是足夠長(zhǎng)的平行光滑導(dǎo)軌，其間距為l，導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為θ．整個(gè)裝置處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直斜面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中．a(chǎn)c端連有電阻值為R的電阻．若將一質(zhì)量為m，垂直于導(dǎo)軌的金屬棒EF在距bd端S處由靜止釋放，在EF棒滑至底端前會(huì)有加速和勻速兩個(gè)運(yùn)動(dòng)階段．今用大小為F，方向沿斜面向上的恒力把EF棒從bd位置由靜止推至距bd端S處，突然撤去恒力F，棒EF最后又回到bd端．已知金屬棒EF的電阻為r，導(dǎo)軌的電阻不計(jì)，求：
（1）EF棒下滑過程中的最大速度？
（2）EF棒自bd端出發(fā)又回到bd端的整個(gè)過程中，電阻R中產(chǎn)生的熱量是多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，AB和CD是足夠長(zhǎng)的平行光滑導(dǎo)軌，其間距為L(zhǎng)，導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為α．整個(gè)裝置處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直于導(dǎo)軌平面且向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中．AC端連有阻值為R的電阻．若將一質(zhì)量為m、垂直于導(dǎo)軌的金屬棒EF在距BD端s處由靜止釋放，則棒滑至底端前會(huì)有加速和勻速兩個(gè)運(yùn)動(dòng)階段（金屬棒及導(dǎo)軌的電阻不計(jì)）．求：
（1）金屬棒下滑速度為v時(shí)的加速度．
（2）金屬棒下滑過程中的最大速度．
（3）金屬棒下滑至BD端過程中，電阻R上產(chǎn)生的熱量．
（4）若用大小為F、方向沿斜面向上的恒力把金屬棒EF從BD位置由靜止推至距BD端s處，此時(shí)撤去該力，金屬棒EF最后又回到BD端．金屬棒自BD端出發(fā)又回到BD端的整個(gè)過程中，有多少電能轉(zhuǎn)化成了內(nèi)能？

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，ab和cd是勻強(qiáng)磁場(chǎng)中與磁場(chǎng)方向垂直的平面內(nèi)兩條平行直線．在直線ab上的O點(diǎn)將同種帶電粒子以不同的初速度發(fā)射出去，初速度方向均沿Ob方向．其中粒子1在通過直線cd時(shí)，速度為v1，方向與cd垂直；粒子2在通過直線cd時(shí)，速度為v2，方向與cd夾角為60°．從射出到經(jīng)過直線cd，粒子1經(jīng)歷時(shí)間為t1，粒子2經(jīng)歷的時(shí)間為t2，則t1與t2的比值是（　�。�

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，AB和CD是半徑為R=1m的
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圓弧形光滑軌道，BC為一段長(zhǎng)2m的水平軌道質(zhì)量為2kg的物體從軌道A端由靜止釋放，若物體與水平軌道BC間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.1．求：
（1）物體第一次經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)，對(duì)軌道的壓力
（2）物體第1次沿CD弧形軌道可上升的最大高度；
（3）物體最終停下來的位置與B點(diǎn)的距離．

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