【題目】如圖甲所示，MN、PQ為間距L=0.5m足夠長的平行導(dǎo)軌，NQ⊥MN，導(dǎo)軌的電阻均不計(jì)．導(dǎo)軌平面與水平面間的夾角θ=37°，NQ間連接有一個(gè)R=4Ω的電阻．有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌平面且方向向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0=1T．將一根質(zhì)量為m=0.05kg電阻為r（大小未知）的金屬棒ab緊靠NQ放置在導(dǎo)軌上，且與導(dǎo)軌接觸良好．現(xiàn)由靜止釋放金屬棒，當(dāng)金屬棒滑行至cd處時(shí)達(dá)到穩(wěn)定速度，已知在此過程中金屬棒沿斜面下滑的距離為x=2m，且金屬棒的加速度a與速度v的關(guān)系如圖乙所示，設(shè)金屬棒沿導(dǎo)軌向下運(yùn)動(dòng)過程中始終與NQ平行．取g=10m/s2．求：

（1）金屬棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ；

（2）金屬棒的電阻r；

（3）金屬棒滑行至cd處的過程中，電阻R上產(chǎn)生的熱量．

【答案】（1）0.5（2）1Ω（3）0.08J

【解析】試題分析：當(dāng)剛釋放時(shí)，導(dǎo)體棒中沒有感應(yīng)電流，所以只受重力、支持力與靜摩擦力，由牛頓第二定律可求出動(dòng)摩擦因數(shù)；當(dāng)金屬棒速度穩(wěn)定時(shí)，則受到重力、支持力、安培力與滑動(dòng)摩擦力達(dá)到平衡，這樣可以列出安培力公式，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的公式，再由閉合電路毆姆定律，列出平衡方程可求出金屬棒的內(nèi)阻；金屬棒滑行至cd處的過程中，由動(dòng)能定理可求出安培力做的功，而由于安培力做功導(dǎo)致電能轉(zhuǎn)化為熱能。

（1）當(dāng)v=0時(shí)，a=2m/s2，由牛頓第二定律可知：

代入數(shù)據(jù)解得：μ=0.5

（2）由圖象可知：vm=2m/s

當(dāng)金屬棒達(dá)到穩(wěn)定速度時(shí)，有

且

解得I=0.2A

切割產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：

根據(jù)：

代入數(shù)據(jù)解得：r=1Ω

（3）由動(dòng)能定理得：

產(chǎn)生的總熱量為：WF=Q總=0.1J

R產(chǎn)生的熱量為：

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】如圖所示,彈簧的一端固定在豎直墻上,質(zhì)量為m的光滑弧形槽靜止在光滑水平面上,底部與水平面平滑連接,一個(gè)質(zhì)量也為m的小球從槽高h處開始下滑,則(　　)

A. 在以后的運(yùn)動(dòng)過程中,小球和槽的動(dòng)量始終守恒

B. 在下滑過程中小球和槽之間的相互作用力始終不做功

C. 被彈簧反彈后,小球和槽的機(jī)械能守恒,小球能回到槽高h處

D. 被彈簧反彈后,小球和槽都做速率不變的直線運(yùn)動(dòng)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，足夠長的傳送帶以恒定速率順時(shí)針運(yùn)行．將一個(gè)物體輕輕放在傳送帶底端，第一階段物體被加速到與傳送帶具有相同的速度，第二階段與傳送帶相對(duì)靜止，勻速運(yùn)動(dòng)到達(dá)傳送帶頂端．下列說法中正確的是（ ）

A. 第一階段摩擦力對(duì)物體做正功，第二階段摩擦力對(duì)物體不做功

B. 第一階段摩擦力對(duì)物體做的功等于第一階段物體動(dòng)能的增加量

C. 第一階段物體和傳送帶間的摩擦生熱等于第一階段物體機(jī)械能的增加量

D. 物體從底端到頂端全過程機(jī)械能的增加量等于全過程物體與傳送帶間的摩擦生熱

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，光滑水平平臺(tái)上有一個(gè)質(zhì)量為m的物塊，站在地面上的人用跨過定滑輪（定滑輪大小不計(jì)）的繩子向右拉動(dòng)物塊，不計(jì)繩和滑輪的質(zhì)量及滑輪的摩擦，且平臺(tái)邊緣離人手作用點(diǎn)豎直高度始終為h.當(dāng)人以速度v從平臺(tái)的邊緣處向右勻速前進(jìn)位移x時(shí)，則（ ）

A. 在該過程中，物塊的運(yùn)動(dòng)可能是勻速的

B. 在該過程中，人對(duì)物塊做的功為

C. 在該過程中，人對(duì)物塊做的功為mv2

D. 人前進(jìn)x時(shí)，物塊的運(yùn)動(dòng)速率為

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某同學(xué)用伏安法測(cè)一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)電阻r，所給的其它器材有:

A．電壓表V：0～3～15V B．電流表A：0～0.6～3A

C．變阻器R1：(20Ω，1A) D．變阻器R2：(1000Ω，0.1A)

E．電阻箱R（0～999.9Ω） F．開關(guān)和導(dǎo)線若干

①實(shí)驗(yàn)中電壓表應(yīng)選用的量程為_________（填0～3V或0～15V），電流表應(yīng)選用的量程為________（填0～0.6A或0～3A），變阻器應(yīng)選用__________；（填字母代號(hào)）

②根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求在方框中畫出電路圖，并補(bǔ)充連接實(shí)物電路圖______；

③測(cè)出幾組電流、電壓的數(shù)值，并畫出圖象如圖所示，由圖象可知該電池的電動(dòng)勢(shì)E＝________V，內(nèi)電阻r＝________Ω.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，置于足夠長斜面上的盒子閃為放有光滑球B，B洽與盒子前、后壁接觸，斜面光滑且固定于水平地面上．一輕質(zhì)彈簧的一端與固定在斜面上的木板P拴接，另一端與A相連．今用外力推A使彈簧處于壓縮狀態(tài)，然后由靜止釋放，則從釋放盒子直至其獲得最大速度的過程中（ ）

A. 彈簧的彈性勢(shì)能一直減小直至為零

B. A對(duì)B做的功等于B機(jī)械能的增加量

C. 彈簧彈性勢(shì)能的減小量等于A和B機(jī)械能的增加量

D. A所受重力和彈簧彈力做功的代數(shù)和小于A動(dòng)能的增加量

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示的電路中，P為滑動(dòng)變阻器的滑片，保持理想變壓器的輸入電壓U1不變，閉合電鍵S，下列說法正確的是（ ）

A. P向下滑動(dòng)時(shí)，燈L變亮

B. P向下滑動(dòng)時(shí)，變壓器的輸出電壓不變

C. P向上滑動(dòng)時(shí)，變壓器的輸入電流變小

D. P向上滑動(dòng)時(shí)，變壓器的輸出功率變大

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一個(gè)100匝的閉合矩形金屬線圈，繞與磁感線垂直的固定軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，穿過該線圈的磁通量隨時(shí)間按圖示正弦規(guī)律變化，設(shè)線圈總電阻為，則（ ）

A. 時(shí)，線圈平面平行于磁感線

B. 時(shí)，線圈中的電流改變方向

C. 時(shí)，線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大

D. 一個(gè)周期內(nèi)，線圈產(chǎn)生的熱量為

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，寬為的MN、PQ兩平行光滑水平導(dǎo)軌分別與半徑的相同豎直半圓導(dǎo)軌在N、Q端平滑連接，M、P端連接定值電阻R，質(zhì)量的cd絕緣桿垂直靜止在水平導(dǎo)軌上，在其右側(cè)至N、Q端的區(qū)域內(nèi)充滿豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)， 現(xiàn)有質(zhì)量的ab金屬桿，電阻為，它以初速度水平向右與cd絕緣桿發(fā)生正碰后，進(jìn)入磁場(chǎng)并最終未滑出，cd絕緣桿則恰好能通過半圓導(dǎo)軌最高點(diǎn)，不計(jì)其它電阻和摩擦，ab金屬桿始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，取，求：

（1）碰后瞬間cd絕緣桿的速度大小與ab金屬桿速度大小；

（2）碰后ab金屬桿進(jìn)入磁場(chǎng)瞬間受到的安培力大小；

（3）金屬桿進(jìn)入磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)全過程中，電路產(chǎn)生的焦耳熱Q．

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