【題目】如圖所示，兩根金屬平行導(dǎo)軌MN和PQ放在水平面上，左端向上彎曲且光滑，導(dǎo)軌間距為L，電阻不計(jì)。水平段導(dǎo)軌所處空間有兩個(gè)有界勻強(qiáng)磁場，相距一段距離不重疊，磁場Ⅰ左邊界在水平段導(dǎo)軌的最左端，磁感強(qiáng)度大小為B，方向豎直向上；磁場Ⅱ的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為2B，方向豎直向下。質(zhì)量均為m、電阻均為R的金屬棒a和b垂直導(dǎo)軌放置在其上，金屬棒b置于磁場Ⅱ的右邊界CD處�，F(xiàn)將金屬棒a從彎曲導(dǎo)軌上某一高處由靜止釋放，使其沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)。設(shè)兩金屬棒運(yùn)動(dòng)過程中始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好。

（1）若水平段導(dǎo)軌粗糙，兩金屬棒與水平段導(dǎo)軌間的最大摩擦力均為mg，將金屬棒a從距水平面高度h處由靜止釋放。求：

金屬棒a剛進(jìn)入磁場Ⅰ時(shí)，通過金屬棒b的電流大��；

若金屬棒a在磁場Ⅰ內(nèi)運(yùn)動(dòng)過程中，金屬棒b能在導(dǎo)軌上保持靜止，通過計(jì)算分析金屬棒a釋放時(shí)的高度h應(yīng)滿足的條件；

（2）若水平段導(dǎo)軌是光滑的，將金屬棒a仍從高度h處由靜止釋放，使其進(jìn)入磁場Ⅰ。設(shè)兩磁場區(qū)域足夠大，求金屬棒a在磁場Ⅰ內(nèi)運(yùn)動(dòng)過程中，金屬棒b中可能產(chǎn)生焦耳熱的最大值。

【答案】（1） （2）

【解析】（1）① a棒從h0高處釋放后在彎曲導(dǎo)軌上滑動(dòng)時(shí)機(jī)械能守恒，有 ①

解得： ②

a棒剛進(jìn)入磁場I時(shí) ③, 此時(shí)通過a、b的感應(yīng)電流大小為

解得： ④

② a棒剛進(jìn)入磁場I時(shí)，b棒受到的安培力大小 ⑤

為使b棒保持靜止必有 ⑥

由④ ⑤ ⑥聯(lián)立解得： ⑦

（2）由題意知當(dāng)金屬棒a進(jìn)入磁場I時(shí)，由左手定則判斷知a棒向右做減速運(yùn)動(dòng)；b棒向左運(yùn)動(dòng)加速運(yùn)動(dòng)。

二者產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相反，故當(dāng)二者的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小相等時(shí)閉合回路的電流為零，此后二者均勻速運(yùn)動(dòng)，故金屬棒a、b均勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)金屬棒b中產(chǎn)生焦耳熱最大，

設(shè)此時(shí)a、b的速度大小分別為與，由以上分析有：BL =2BL ⑧

對(duì)金屬棒a應(yīng)用動(dòng)量定理有： ⑨

對(duì)金屬棒b應(yīng)用動(dòng)量定理有: ⑩

聯(lián)立⑧⑨⑩解得 ；

由功能關(guān)系得電路產(chǎn)生的總電熱為：

故金屬棒b中產(chǎn)生焦耳熱最大值為

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：

【題目】下列說法中，正確的是（　　）

A.根據(jù)可知，在勻強(qiáng)電場中任意兩點(diǎn)間的電勢(shì)差與這兩點(diǎn)間的距離成正比

B.靜電場中場強(qiáng)為零處，電勢(shì)不一定為零

C.導(dǎo)體的電阻率由導(dǎo)體材料、導(dǎo)體長度及導(dǎo)體橫截面積決定

D.導(dǎo)體B達(dá)到靜電平衡后內(nèi)部場強(qiáng)可以不為零

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】（１）在“探究平拋運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，可以描繪出小球平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡，實(shí)驗(yàn)簡要步驟如下：

A．讓小球多次從_____________位置滾下，記下小球碰到鉛筆筆尖的一系列位置．

B．按圖安裝好器材，注意__________________________，記下平拋初位置O點(diǎn)和過O點(diǎn)的豎直線．

C．取下白紙，以O(shè)為原點(diǎn)，以豎直線為y軸建立坐標(biāo)系，用平滑曲線畫平拋運(yùn)動(dòng)物體的軌跡．

完成上述步驟，將正確的答案填在橫線上．

利用描跡法描出小球的運(yùn)動(dòng)軌跡，建立坐標(biāo)系，測(cè)出軌跡曲線上某一點(diǎn)的坐標(biāo)x和y，根據(jù)公式：x＝________ 　　 和y＝________ ，就可求得 ，即為小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示為某種游戲裝置的示意圖，水平導(dǎo)軌MN和PQ分別與水平傳送帶左側(cè)和右側(cè)理想連接，豎直圓形軌道與PQ相切于Q。已知傳送帶長L＝4.0m，且沿順時(shí)針方向以恒定速率v＝3.0m/s勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。兩個(gè)質(zhì)量均為m的滑塊B、C靜止置于水平導(dǎo)軌MN上，它們之間有一處于原長的輕彈簧，且彈簧與B連接但不與C連接。另一質(zhì)量也為m的滑塊A以初速度v0沿B、C連線方向向B運(yùn)動(dòng)，A與B碰撞后粘合在一起，碰撞時(shí)間極短。若C距離N足夠遠(yuǎn)，滑塊C脫離彈簧后以速度vC＝2.0m/s滑上傳送帶，并恰好停在Q點(diǎn)。已知滑塊C與傳送帶及PQ之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ＝0.20，裝置其余部分均可視為光滑，重力加速度g取10m/s2。求：

（1）PQ的距離和v0的大��；

（2）已知豎直圓軌道半徑為0.55m，若要使C不脫離豎直圓軌道，求v0的范圍。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示,垂直矩形金屬線框的勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.線框上放置一導(dǎo)體棒ab,ab垂直于線框兩個(gè)長邊且和線框接觸良好.線框長邊足夠長,短邊長為l,在Δt時(shí)間內(nèi),ab向右以速度v勻速滑過距離d,則(　　)

A.因右邊面積減少ld,左邊面積增大ld,則=B·2ld,E=

B.因右邊面積減少ld,左邊面積增大ld,兩邊抵消,=0,E=0

C.=Bld,所以E=

D.導(dǎo)體棒ab切割磁感線,E=Blv

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，質(zhì)量為M劈體ABCD放在水平地面上，表面AB、AC均光滑，且AB∥CD，BD⊥CD，AC與水平面成角θ。質(zhì)量為m的物體（上表面為半球形）以水平速度v0沖上BA后沿AC面下滑，在整個(gè)運(yùn)動(dòng)的過程中，劈體M始終不動(dòng)，P為固定的弧形光滑擋板，擋板與軌道間的寬度略大于半球形物體m的半徑，不計(jì)轉(zhuǎn)彎處的能量損失，則下列說法中正確的是

A. 水平地面對(duì)劈體M的摩擦力始終為零

B. 水平地面對(duì)劈體M的摩擦力先為零后向右

C. 劈體M對(duì)水平地面的壓力大小始終為 (M+m)g

D. 劈體M對(duì)水平地面的壓力大小先等于(M+m)g，后小于(M+m)g

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】目前美國宇航局和歐洲空間局正在推進(jìn)LISA激光干涉空間天線計(jì)劃，歐洲航天局計(jì)劃在2034年發(fā)射更先進(jìn)的引力波天文臺(tái)，進(jìn)一步激發(fā)起世界各國探索宇宙的熱情。如圖所示為一恒星系統(tǒng)的示意圖，A、B、C為該星系的3顆行星，在同一平面內(nèi)環(huán)繞中央恒星O近似做圓周運(yùn)動(dòng)，其中A、B兩行星的質(zhì)量較大，離恒星較近，C質(zhì)量較小，離恒星較遠(yuǎn)。天文學(xué)家觀測(cè)得到A、B、C三行星運(yùn)動(dòng)的軌道半徑分別為：：=1：4：16，其中C行星的公轉(zhuǎn)周期為T。并觀測(cè)發(fā)現(xiàn)，中心恒星實(shí)際也有周期性振動(dòng)，天文學(xué)家認(rèn)為形成這種現(xiàn)象的原因可能是A、B的萬有引力引起中心恒星的振動(dòng)，則由此可推知恒星的振動(dòng)周期可能為

A.B.C.D.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，水平方向的勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)為E，場區(qū)寬度為L，緊挨著電場的是垂直紙面向外的兩個(gè)勻強(qiáng)磁場區(qū)域，其磁感應(yīng)強(qiáng)度分別為B和2B，三個(gè)場的豎直方向均足夠長。一個(gè)質(zhì)量為m，電量為q的帶正電粒子，其重力不計(jì)，從電場的邊界MN上的a點(diǎn)由靜止釋放，經(jīng)電場加速后進(jìn)人磁場，穿過中間磁場所用的時(shí)間，進(jìn)入右邊磁場后能按某一路徑再返回到電場的邊界MN上的某一點(diǎn)b，途中虛線為場區(qū)的分界面。求：

（1）中間場區(qū)的寬度d；

（2）粒子從a點(diǎn)到b點(diǎn)所經(jīng)歷的時(shí)間t；

（3）當(dāng)粒子第n次返回電場的MN邊界時(shí)與出發(fā)點(diǎn)之間的距離Sn。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，一根足夠長的粗金屬棒MN固定放置，它的M端連一個(gè)定值電阻R，定值電阻的另一端連接在金屬軸O上，另外一根長為l的金屬棒ab，a端與軸O相連，b端與MN棒上的一點(diǎn)接觸，此時(shí)ab與MN間的夾角為。空間存在著方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B�，F(xiàn)使ab棒以O(shè)為軸逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)半周，角速度大小為ω，轉(zhuǎn)動(dòng)過程中與MN棒接觸良好，兩金屬棒及導(dǎo)線的電阻都可忽略不計(jì)。

（1）求出電阻R中有電流存在的時(shí)間；

（2）求出這段時(shí)間內(nèi)流過電阻R的總電量；

（3）寫出這段時(shí)間內(nèi)電阻R兩端的電壓隨時(shí)間變化的關(guān)系式。

【答案】（1）

（2）

（3）

【解析】

試題分析：（1）當(dāng)金屬桿轉(zhuǎn)動(dòng)900時(shí)，電阻R上有電流，故時(shí)間為：；

（2）流過電阻R的總電量 ；

（3）當(dāng)導(dǎo)體棒轉(zhuǎn)過角度時(shí)，由正弦定理，有，又，得

考點(diǎn)：法拉第電磁感應(yīng)定律

【題型】解答題
【結(jié)束】
18

【題目】如圖甲所示,物塊A、B的質(zhì)量分別是mA=4.0kg和mB=3.0kg。用輕彈簧拴接,放在光滑的水平地面上,物塊B右側(cè)與豎直墻相接觸。另有一物塊C從t=0時(shí)以一定速度向右運(yùn)動(dòng),在t=4s時(shí)與物塊A相碰,并立即與A粘在一起不再分開,物塊C的v-t圖像如圖乙所示。求:

(1)物塊C的質(zhì)量 m C;

(2)從物塊 C與 A相碰到 B離開墻的運(yùn)動(dòng)過程中彈簧對(duì)A物體的沖量大小。

(3) B離開墻后的運(yùn)動(dòng)過程中彈簧具有的最大彈性勢(shì)能？

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同步練習(xí)冊(cè)答案