【題目】如圖甲所示，空間存在B=0.5T，方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場，MN、PQ是處于同一水平面內(nèi)相互平行的粗糙長直導(dǎo)軌，間距L=0.2m是連接在導(dǎo)軌一端的電阻，ab是跨接在導(dǎo)軌上質(zhì)量為m=0.1kg的導(dǎo)體棒從零時(shí)刻開始，通過一小型電動(dòng)機(jī)對ab棒施加一個(gè)牽引力F，方向水平向左，使其從靜止開始沿導(dǎo)軌做加速運(yùn)動(dòng)，此過程中棒始終保持與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，圖乙是棒的v-t圖象，其中OA段是直線，AC是曲線，DE是曲線圖象的漸近線，小型電動(dòng)機(jī)在12s末達(dá)到額定功率P=4.5W，此后保持功率不變，除R外，其余部分電阻均不計(jì)，g=10m/s.求：

(1)ab在0～12s內(nèi)的加速度大��；

(2)ab與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)和電阻R的阻值；

(3)若t=17s時(shí)，導(dǎo)體棒ab達(dá)到最大速度，從0～17s內(nèi)的位移為100m，求12～17s內(nèi)，R上產(chǎn)生的熱量.

【答案】(1) (2) ， (3)

【解析】(1) 由圖象知12s末導(dǎo)體棒ab的速度為v1=9m/s，

在0-12s內(nèi)的加速度大小為；

(2) t1=12s時(shí)，導(dǎo)體棒中感應(yīng)電動(dòng)勢為E1=BLv1

感應(yīng)電流：

導(dǎo)體棒受到的安培力F1A=BI1L

即

此時(shí)電動(dòng)機(jī)牽引力為

由牛頓第二定律得

t2=17s時(shí)，導(dǎo)體棒ab的最大速度為v2=10m/s，此時(shí)加速度為零，則有

聯(lián)立，代入為數(shù)據(jù)解得：μ=0.20，R=0.4Ω；

(3)0-12s內(nèi)導(dǎo)體棒發(fā)生的位移為

AC段過程棒發(fā)生的位移為

由能量守恒得：

代入數(shù)據(jù)解得：。

點(diǎn)晴：本題與力學(xué)中汽車勻加速起動(dòng)類似，關(guān)鍵要推導(dǎo)安培力的表達(dá)式，根據(jù)平衡條件，牛頓第二定律和能量守恒結(jié)合進(jìn)行求解。

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】“天舟一號”貨運(yùn)飛船于2017年4月20日在文昌航天發(fā)射中心成功發(fā)射升空，與“天宮二號”空間實(shí)驗(yàn)室對接前，“天舟一號”在距離地面約380 km的圓軌道上飛行，則其（ ）

A. 角速度小于地球自轉(zhuǎn)角速度

B. 線速度小于第一宇宙速度

C. 周期小于地球自轉(zhuǎn)周期

D. 向心加速度小于地面的重力加速度

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在摩擦力不計(jì)的水平面上，放一輛質(zhì)量為M的小車，小車左端放一只箱子， 其質(zhì)量為m，水平恒力F把箱子拉到小車的右端；如果第—次小車被固定在地面上，第二次小車沒固定，可沿水平面運(yùn)動(dòng)，在上述兩種情況下（ ）

A. F做的功第二次多

B. 箱子與小車之間的摩擦力大小相等

C. 箱子獲得的動(dòng)能一樣多

D. 由摩擦而產(chǎn)生的內(nèi)能不—樣多

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】汽車A在水平冰雪路面上行駛，駕駛員發(fā)現(xiàn)其正前方停有汽車B，立即采取制動(dòng)措施，但仍然撞上了汽車B。兩車碰撞時(shí)和兩車都完全停止后的位置如圖所示，碰撞后B車向前滑動(dòng)了4.5 m，A車向前滑動(dòng)了2.0 m，已知A和B的質(zhì)量分別為kg和kg，兩車與該冰雪路面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.10，兩車碰撞時(shí)間極短，在碰撞后車輪均沒有滾動(dòng)，重力加速度大小.求

（1）碰撞后的瞬間B車速度的大��；

（2）碰撞前的瞬間A車速度的大小。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】利用氣墊導(dǎo)軌驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，水平桌面上固定一傾斜的氣墊導(dǎo)軌，導(dǎo)軌上點(diǎn)處有一帶長方形遮光片的滑塊，其總質(zhì)量為，左端由跨過輕質(zhì)光滑定滑輪的細(xì)繩與一質(zhì)量為的小球相連；遮光片兩條長邊與導(dǎo)軌垂直，導(dǎo)軌上點(diǎn)有一光電門，可以測量遮光片經(jīng)過光電門時(shí)的擋光時(shí)間，用表示點(diǎn)到光電門處的距離，表示遮光片的寬度，將遮光片通過光電門的平均速度看作滑塊通過點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度，實(shí)驗(yàn)時(shí)滑塊在處由靜止開始運(yùn)動(dòng)。

（1）某次實(shí)驗(yàn)測得傾角，重力加速度用表示，滑塊從處到達(dá)處時(shí)和組成的系統(tǒng)動(dòng)能增加量可表示為 ，系統(tǒng)的重力勢能減少量可表示為 ，在誤差允許的范圍內(nèi)，若則可認(rèn)為系統(tǒng)的機(jī)械能守恒；(用題中字母表示)

（2）在上次實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)改變、間的距離，作出的圖象如圖所示，并測得，則重力加速度＝ m/s2。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】（12分）如圖所示，讓擺球從圖中的A位置由靜止開始下擺，正好擺到最低點(diǎn)B位置時(shí)線被拉斷。設(shè)擺線長l＝1.6 m，懸點(diǎn)到地面的豎直高度為H＝6.6 m，不計(jì)空氣阻力，已知。求：

（1）擺球落地時(shí)的速度。

（2）落地點(diǎn)D到C點(diǎn)的距離（g＝10 m／s2）。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲所示，在水平向右的磁場中，豎直放置一個(gè)單匝金屬圓線圈，線圈所圍面積為0.1m2，線圈電阻為0.1Ω，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖乙所示，規(guī)定從左向右看順時(shí)針方向?yàn)榫�圈中感應(yīng)電流的正方向，則（　　）

A. 第2s內(nèi)線圈有收縮的趨勢

B. 第3s內(nèi)線圈的發(fā)熱功率最大

C. 第4s感應(yīng)電流的方向?yàn)檎较?/span>

D. 0~5s內(nèi)感應(yīng)電流的最大值為0.1A

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，矩形線圈abcd與理想變壓器原線圈組成閉合電路。線圈在有界勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場的bc邊勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，磁場只分布在bc邊的左側(cè)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，線圈面積為S，轉(zhuǎn)動(dòng)角速度為ω，匝數(shù)為N，線圈電阻不計(jì)。下列說法正確的是（ ）

A. 電容器的電容C變大時(shí)，燈泡變暗

B. 圖示位置時(shí)，矩形線圈中瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢最大

C. 將原線圈抽頭P向上滑動(dòng)時(shí)，燈泡變暗

D. 若線圈abcd轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度變?yōu)?/span>2ω，則變壓器原線圈電壓的有效值為NBSω

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，有兩根足夠長、不計(jì)電阻，相距L的平行光滑金屬導(dǎo)軌cd、ef與水平面成θ角固定放置，底端接一阻值為R的電阻，在軌道平面內(nèi)有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，方向垂直軌道平面斜向上�，F(xiàn)有一平行于ce、垂直于導(dǎo)軌、質(zhì)量為m、電阻為r的金屬桿ab，在沿軌道平面向上的恒定拉力F作用下，從底端ce由靜止沿導(dǎo)軌向上運(yùn)動(dòng)，當(dāng)ab桿速度達(dá)到穩(wěn)定后，撤去拉力F，最后ab桿又沿軌道勻速回到ce端。已知ab桿向上和向下運(yùn)動(dòng)的最大速度相等。求：拉力F和桿ab最后回到ce端的速度v

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