如圖所示，水平面上有兩根相距0.5m的足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN和PQ，它們的電阻可忽略不計(jì)，在M和P之間接有阻值為R="3.0Ω" 的定值電阻，導(dǎo)體棒ab長l=0.5m，質(zhì)量m=1kg，其電阻為r=1.0Ω，與導(dǎo)軌接觸良好.整個(gè)裝置處于方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.4T.現(xiàn)使ab 以v0="10m/s" 的速度向右做勻速運(yùn)動.

（1）使a、ｂ棒向右勻速的拉力F為多少？
（2）若撤掉拉力F，當(dāng)導(dǎo)體棒速度v＝5m/s 時(shí)，試求導(dǎo)體棒的加速度大小為多少？
（3）試求從撤掉拉力F后，直至導(dǎo)體棒ab停止的過程中，在電阻R上消耗的焦耳熱。
（1）；（2）；（3）37.5J

試題分析: （1）以桿為研究對象，受力分析如圖所示：

，解得：
（2）由牛頓第二定律得：

又：
解得：
（3）根據(jù)功能原理知，導(dǎo)體棒動能的減少轉(zhuǎn)化為全電路電阻消耗的電能，即：

據(jù)回路電阻上能量消耗的關(guān)系可以得出在電阻R上消耗的焦耳熱
QR=37.5J
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

（20）導(dǎo)體切割磁感線的運(yùn)動可以從宏觀和微觀兩個(gè)角度來認(rèn)識。如圖所示，固定于水平面的U形導(dǎo)線框處于豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，金屬直導(dǎo)線MN在與其垂直的水平恒力F的作用下，在導(dǎo)線框上以速度v做勻速運(yùn)動，速度v與恒力F方向相同，導(dǎo)線MN始終與導(dǎo)線框形成閉合電路，已知導(dǎo)線MN電阻為R，其長度L，恰好等于平行軌道間距，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，忽略摩擦阻力和導(dǎo)線框的電阻。

（1）通過公式推導(dǎo)驗(yàn)證：在時(shí)間內(nèi)，F(xiàn)對導(dǎo)線MN所做的功W等于電路獲得的電能，也等于導(dǎo)線MN中產(chǎn)生的焦耳熱Q。
（2）若導(dǎo)線的質(zhì)量m=8.0g，長度L=0.1m，感應(yīng)電流I=1.0A，假設(shè)一個(gè)原子貢獻(xiàn)1個(gè)自由電子，計(jì)算導(dǎo)線MN中電子沿導(dǎo)線長度方向定向移動的平均速率v（下表中列出了一些你可能用到的數(shù)據(jù)）。

（3）經(jīng)典物理學(xué)認(rèn)為，金屬的電阻源于定向運(yùn)動自由電子和金屬離子（金屬原子失去電子后剩余部分）的碰撞，展開你想象的翅膀，給出一個(gè)合理的自由電子運(yùn)動模型：在此基礎(chǔ)上，求出導(dǎo)線MN中金屬離子對一個(gè)自由電子沿導(dǎo)線長度方向的平均作用力的表達(dá)式。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖為驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)打下的紙帶，紙帶上的點(diǎn)都是連續(xù)打下的點(diǎn)．已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用交流電源周期為T，重力加速度為g．量得1、2、3各點(diǎn)到起點(diǎn)O的長度是：h1，h2，h3．已知重錘質(zhì)量為m，從起點(diǎn)O到2點(diǎn)重錘重力勢能減少量為______，動能增加量為______．事實(shí)上重錘重力勢能的減少量與動能的增加量不會嚴(yán)格相等，主要誤差原因是______．（寫出一條即可）

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

質(zhì)量為m的物體，從地面以g/3的加速度由靜止豎直向上做勻加速直線運(yùn)動，上升高度為h的過程中，下面說法中正確的是  （       ）
A．物體的重力勢能增加了mgh/3B．物體的機(jī)械能增加了2mgh/3
C．物體的動能增加了mgh/3D．物體克服重力做功mgh

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖甲所示，在豎直方向上有四條間距相等的水平虛線L1、L2、L3、L4，在L1L2之間和L3L4之間存在勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B大小均為1T，方向垂直于虛線所在平面。現(xiàn)有一矩形線圈abcd，寬度cd＝L＝0.5m，質(zhì)量為0.1kg，電阻為2Ω，將其從圖示位置由靜止釋放（cd邊與L1重合），速度隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖乙所示，t1時(shí)刻cd邊與L2重合，t2時(shí)刻ab邊與L3重合，t3時(shí)刻ab邊與L4重合，已知t1～t2的時(shí)間間隔為0.6s，整個(gè)運(yùn)動過程中線圈平面始終處于豎直方向，重力加速度g取10m/s2。則
A．在0～t1時(shí)間內(nèi)，通過線圈的電荷量為0.25C
B．線圈勻速運(yùn)動的速度大小為2m/s
C．線圈的長度為1m
D．0～t3時(shí)間內(nèi)，線圈產(chǎn)生的熱量為4.2J

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

（18分）如圖甲，光滑的水平面上有三個(gè)滑塊a、b、c；a、b的質(zhì)量均等于1kg；b、c被一根輕質(zhì)彈簧連接在一起，處于靜止?fàn)顟B(tài)；在t=0時(shí)，滑塊a突然以水平向右的速度與b正碰，并瞬間粘合成一個(gè)物體（記為d）；此后運(yùn)動過程中彈簧始終處于彈性限度內(nèi)，d的速度隨時(shí)間做周期性變化，如圖乙。則： 

（1）求滑塊a的初速度大小以及a、b正碰中損失的機(jī)械能△E；
（2）求滑塊c的質(zhì)量；
（3）當(dāng)滑塊c的速度變?yōu)関x瞬間，突然向左猛擊一下它， 使之突變?yōu)椋璿x，求此后彈簧彈性勢能最大值Ep的表達(dá)式，并討論vx取何值時(shí)，Ep的最大值Epm。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖甲，質(zhì)量為m的小木塊左端與輕彈簧相連，彈簧的另一端與固定在足夠大的光滑水平桌面上的擋板相連，木塊的右端與一輕細(xì)線連接，細(xì)線繞過光滑的質(zhì)量不計(jì)的輕滑輪，木塊處于靜止?fàn)顟B(tài)。在下列情況中彈簧均處于彈性限度內(nèi)，不計(jì)空氣阻力及線的形變，重力加速度為g。

（1）圖甲中，在線的另一端施加一豎直向下的大小為F的恒力，木塊離開初始位置O由靜止開始向右運(yùn)動，彈簧開始發(fā)生伸長形變，已知木塊過P點(diǎn)時(shí)，速度大小為v，O、P兩點(diǎn)間距離為s。求木塊拉至P點(diǎn)時(shí)彈簧的彈性勢能；
（2）如果在線的另一端不是施加恒力，而是懸掛一個(gè)質(zhì)量為M的物塊，如圖乙所示，木塊也從初始位置O由靜止開始向右運(yùn)動，求當(dāng)木塊通過P點(diǎn)時(shí)的速度大小。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

（16分） 一質(zhì)量為2m的物體P靜止于光滑水平地面上，其截面如圖所示。圖中ab為粗糙的水平面，長度為L；bc為一光滑斜面，斜面和水平面通過與θ和bc均相切的長度可忽略的光滑圓弧連接�，F(xiàn)有一質(zhì)量為m的木塊以大小為v0的水平初速度從a點(diǎn)向左運(yùn)動，在斜面上上升的最大高度為h，返回后在到達(dá)a點(diǎn)前與物體P相對靜止。重力加速度為g。求：

（1）木塊在ab段受到的摩擦力f；
（2）木塊最后距a點(diǎn)的距離s。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，帶箭頭的線表示某一電場的電場線。A、B、C是電場中的三個(gè)點(diǎn)，則（   ）

A．這三點(diǎn)的場強(qiáng)一樣大
B．這三點(diǎn)的場強(qiáng)不一樣大，且B點(diǎn)的場強(qiáng)最大
C．這三點(diǎn)的電勢不一樣高，且C點(diǎn)的電勢最高
D．由A到B移動電荷時(shí)電場力一定做負(fù)功

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同步練習(xí)冊答案