【題目】如圖所示，兩根足夠長平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ固定在傾角的絕緣斜面上，頂部接有一阻值的定值電阻，下端開口，導(dǎo)軌間距。整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=2T的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直斜面向上。質(zhì)量m=2kg的金屬棒ab，由靜止釋放后沿導(dǎo)軌運(yùn)動，運(yùn)動過程中始終豎直于導(dǎo)軌，且與導(dǎo)軌接觸良好，金屬棒與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)。從金屬棒ab開始運(yùn)動至達(dá)到最大速度的過程中，金屬棒下降的豎直高度為h=6m.金屬棒ab在導(dǎo)軌之間的電阻，電路中其余電阻不計(jì)。 ，，取。求：

(1)金屬棒ab達(dá)到的最大速度.

(2)金屬棒ab沿導(dǎo)軌向下運(yùn)動速度v=5m/s時(shí)的加速度大小.

(3)從金屬棒ab開始運(yùn)動至達(dá)到最大速度過程中，電阻R上產(chǎn)生的熱量.

【答案】(1) (2) (3)

【解析】

（1）當(dāng)安培力為零時(shí)，加速度最大，根據(jù)牛頓第二定律求解最大加速度；當(dāng)加速度為零時(shí)速度最大，根據(jù)平衡條件求解最大速度；

（2）金屬棒速度最大時(shí)感應(yīng)電流最大，首先求解此時(shí)的安培力，根據(jù)牛頓第二定律求解加速度；

（3）根據(jù)能量守恒定律求解回路中的總熱量，根據(jù)比例關(guān)系求解電阻R上產(chǎn)生的熱量．

（1）金屬棒ab達(dá)到最大速度時(shí)，受力平衡，有

金屬棒ab產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為

感應(yīng)電流為

金屬棒ab受到的安培力

聯(lián)立解得金屬棒ab達(dá)到的最大速度

（2）金屬棒ab沿導(dǎo)軌向下運(yùn)動速度時(shí)，

金屬棒ab產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為

感應(yīng)電流為

金屬棒ab受到的安培力

代入數(shù)據(jù)

金屬棒ab的加速度為a，由牛頓第二定律得

代入數(shù)據(jù)解得

（3）應(yīng)用能量守恒定律有

代入數(shù)據(jù)解得Q=16J

根據(jù)可知，電阻R上產(chǎn)生的熱量

代入數(shù)據(jù)可得

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】矩形線圈abcd，長ab=20cm，寬bc=10cm，匝數(shù)n=200匝，線圈回路總電阻R=5Ω，整個(gè)線圈平面內(nèi)均有垂直于線圈平面的勻強(qiáng)磁場穿過．若勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖所示，則（ ）

A．線圈回路中感應(yīng)電動勢隨時(shí)間均勻變化

B．線圈回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流為0.4A

C．當(dāng)t=0.3s時(shí)，線圈的ab邊所受的安培力大小為0.016N

D．在1min內(nèi)線圈回路產(chǎn)生的焦耳熱為48J

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】2018年5月21日，我國發(fā)射人類首顆月球中繼衛(wèi)星“鵲橋”，6月14日進(jìn)入使命軌道——地月拉格朗日L2軌道，為在月球背面著陸的“嫦娥四號”與地球站之間提供通信鏈路。12月8日，我國成功發(fā)射“嫦娥四號”探測器，并于2019年1月3日成功著陸于月球背面，通過中繼衛(wèi)星“鵲橋”傳回了月背影像圖，如圖1所示，揭開了古老月背的神秘面紗。如圖2所示，假設(shè)“鵲橋”中繼衛(wèi)星在拉格朗日點(diǎn)L2時(shí)，跟月、地兩個(gè)大天體保持相對靜止。設(shè)地球的質(zhì)量為月球的k倍，地月間距為L，拉格朗日點(diǎn)L2與月球間距為d。地球、月球和“鵲橋”中繼衛(wèi)星均視為質(zhì)點(diǎn)，忽略太陽對“鵲橋”中繼星的引力，則下列選項(xiàng)正確的是

A. “鵲橋”中繼衛(wèi)星在拉格朗日點(diǎn)L2時(shí)處于平衡狀態(tài)

B. “鵲橋”中繼衛(wèi)星與月球繞地球運(yùn)動的線速度之比為

C. k、L、d的關(guān)系式為

D. k、L、d的關(guān)系式為

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，MN是半徑為R的光滑圓弧，木板B靜止在水平面上，其左端與N點(diǎn)重合，右端放有滑塊A�；瑝KC從P點(diǎn)由靜止釋放，恰從M點(diǎn)切入圓軌道，與木板B碰撞后粘為一體，碰撞時(shí)間極短，之后，B、C一起沿水平面運(yùn)動，滑塊A恰好未從B上掉下。已知滑塊A、C的質(zhì)量均為m，木板B的質(zhì)量為2m，滑塊A與木板B之間的動摩擦因數(shù)為μ1，滑塊C和木板B與地面之間的動摩擦因數(shù)均為，滑塊A、滑塊C均可視為質(zhì)點(diǎn)，重力加速度為g，忽略空氣阻力，水平面足夠長。

求：(1)滑塊C經(jīng)N點(diǎn)時(shí)與木板B碰撞前的瞬間對圓弧軌道的壓力。

(2)滑塊A停止時(shí)到N點(diǎn)的水平距離。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，方向垂直于紙面向里，一帶負(fù)電的粒子(不計(jì)重力)沿水平方向以速度v正對圓心入射，通過磁場區(qū)域后速度方向偏轉(zhuǎn)了60°。

(1)求粒子的比荷及粒子在磁場中的運(yùn)動時(shí)間t。

(2)如果想使粒子通過磁場區(qū)域后速度方向的偏轉(zhuǎn)角度最大，在保持原入射速度的基礎(chǔ)上，需將粒子的入射點(diǎn)沿圓弧向上平移的距離d為多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖1所示，某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)測量滑塊與木板間的動摩擦因數(shù)的實(shí)驗(yàn)裝置，裝有定滑輪的長木板固定在水平實(shí)驗(yàn)臺上，木板上有一滑塊，滑塊右端固定一個(gè)動滑輪，鉤碼和彈簧測力計(jì)通過繞在滑輪上的輕繩相連，放開鉤碼，滑塊在長木板上做勻加速直線運(yùn)動．

（1）實(shí)驗(yàn)得到一條如圖2所示的紙帶，相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為0.1s，由圖中的數(shù)據(jù)可知，滑塊運(yùn)動的加速度大小是_____m/s2．（計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

（2）讀出彈簧測力計(jì)的示數(shù)F，處理紙帶，得到滑塊運(yùn)動的加速度a；改變鉤碼個(gè)數(shù)，重復(fù)實(shí)驗(yàn)．以彈簧測力計(jì)的示數(shù)F為縱坐標(biāo)，以加速度a為橫坐標(biāo)，得到的圖象是縱軸截距為b的一條傾斜直線，如圖3所示．已知滑塊和動滑輪的總質(zhì)量為m，重力加速度為g，忽略滑輪與繩之間的摩擦．則滑塊和木板之間的動摩擦因數(shù)μ=_____．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在平面直角坐標(biāo)系xOy中，第一象限內(nèi)存在正交的勻強(qiáng)電磁場，電場強(qiáng)度E1=40N/C；第四象限內(nèi)存在一方向向左的勻強(qiáng)電場。一質(zhì)量為m=2×10-3kg帶正電的小球，從M（3.64m，3.2m）點(diǎn)，以v0=1m/s的水平速度開始運(yùn)動。已知球在第一象限內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動，從P（2.04m，0）點(diǎn)進(jìn)入第四象限后經(jīng)過y軸上的N（0，-2.28m）點(diǎn)（圖中未標(biāo)出）。（g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）求：

（1）勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B

（2）小球由P點(diǎn)運(yùn)動至N點(diǎn)的時(shí)間

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】一長木板置于粗糙水平地面上，木板右端放置一小物塊，如圖所示。木板與地面間的動摩擦因數(shù)μ1=0.1，物塊與木板間的動摩擦因數(shù)μ2=0.4。t=0時(shí)刻開始，小物塊與木板一起以共同速度向墻壁運(yùn)動，當(dāng)t=1s時(shí)，木板以速度v1=4m/s與墻壁碰撞(碰撞時(shí)間極短)。碰撞前后木板速度大小不變，方向相反。運(yùn)動過程中小物塊第一次減速為零時(shí)恰好從木板上掉下。已知木板的質(zhì)量是小物塊質(zhì)量的15倍，重力加速度大小g取10m/s2。求：

(1)t=0時(shí)刻木板的速度；

(2)木板的長度。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在真空室內(nèi)的P點(diǎn)，能沿平行紙面向各個(gè)方向不斷發(fā)射電荷量為＋q、質(zhì)量為m的粒子(不計(jì)重力)，粒子的速率都相同．ab為P點(diǎn)附近的一條水平直線，P到直線ab的距離PC＝L，Q為直線ab上一點(diǎn)，它與P點(diǎn)相距PQ＝.當(dāng)直線ab以上區(qū)域只存在垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場時(shí)，水平向左射出的粒子恰到達(dá)Q點(diǎn)；當(dāng)ab以上區(qū)域只存在平行該平面的勻強(qiáng)電場時(shí)，所有粒子都能到達(dá)ab直線，且它們到達(dá)ab直線時(shí)動能都相等，其中水平向左射出的粒子也恰好到達(dá)Q點(diǎn)．已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，求：

(1)粒子的發(fā)射速率；

(2)PQ兩點(diǎn)間的電勢差；

(3)僅有磁場時(shí)，能到達(dá)直線ab的粒子所用最長時(shí)間和最短時(shí)間。

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