(14分)如圖所示,電阻不計(jì)的足夠長光滑平行金屬導(dǎo)軌與水平面夾角為θ,導(dǎo)軌間距為l,軌道所在平面的正方形區(qū)域內(nèi)存在一有界勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向垂直于導(dǎo)軌平面向上.電阻相同、質(zhì)量均為m的兩根相同金屬桿甲和乙放置在導(dǎo)軌上,甲金屬桿恰好處在磁場的上邊界處,甲、乙相距也為l.在靜止釋放兩金屬桿的同時(shí),對(duì)甲施加一沿導(dǎo)軌平面且垂直于甲金屬桿的外力,使甲在沿導(dǎo)軌向下的運(yùn)動(dòng)過程中始終以加速度a=gsinθ做勻加速直線運(yùn)動(dòng),金屬桿乙進(jìn)入磁場時(shí)立即做勻速運(yùn)動(dòng).

(1)求金屬桿的電阻R;
(2)若從開始釋放兩金屬桿到金屬桿乙剛離開磁場的過程中,金屬桿乙中所產(chǎn)生的焦耳熱為Q,求外力F在此過程中所做的功

解析試題分析:⑴在乙尚未進(jìn)入磁場中的過程中,甲、乙的加速度相同,設(shè)乙剛進(jìn)入磁場時(shí)的速度v
v2=2ax        (1分)
v=        (1分)
乙剛進(jìn)入磁場時(shí),對(duì)乙由根據(jù)平衡條件得
       (2分)
       (1分)
(2)設(shè)乙從釋放到剛進(jìn)入磁場過程中做勻加速直線運(yùn)動(dòng)所需要的時(shí)間為tl
l=       (1分)
       (1分)
設(shè)乙從進(jìn)入磁場過程至剛離開磁場的過程中做勻速直線運(yùn)動(dòng)所需要的時(shí)間為t2
l=vt2          (1分)
       (1分)
設(shè)乙離開磁場時(shí),甲的速度v′
v′=(gsin)(tl+t2)=       (1分)
設(shè)甲從開始釋放至乙離開磁場的過程中的位移為x
    (1分)
根據(jù)能量轉(zhuǎn)化和守恒定律得:
     (2分)
         (1分)
考點(diǎn):勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律,安培力,電磁感應(yīng)

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:計(jì)算題

(19分)某天,張叔叔在上班途中沿行步道向一公交車站走去,發(fā)現(xiàn)一輛公交車正從身旁的平直公路駛過,此時(shí),張叔叔的速度是1m/s,公交車的速度是15m/s,他們距車站的距離為50m.假設(shè)公交車在行駛到距車站25m處開始剎車,剛好到車站停下,停車10s后公交車又啟動(dòng)向前開去.張叔叔的最大速度是6m/s,最大起跑加速度為2.5m/s2,為了安全乘上該公交車,他用力向前跑去.
(1)公交車剎車過程視為勻減速運(yùn)動(dòng),則其加速度大小是多少?
(2)分析張叔叔能否在公交車停在車站時(shí)安全上車.

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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

(10分) 物體做豎直上拋運(yùn)動(dòng),取g=10m/s2,若在運(yùn)動(dòng)的前5s內(nèi)通過的路程為65m,則其初速度大小可能為多少?

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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

如圖所示,水平平臺(tái)的右端安裝有輕質(zhì)滑輪,質(zhì)量為的物塊A放在與滑輪相距的平臺(tái)上,現(xiàn)有一輕繩跨過定滑輪,左端與物塊連接,右端掛質(zhì)量為的小球B,繩拉直時(shí)用手托住小球使其在距地面h高處靜止,繩與滑輪間的摩擦不計(jì),重力加速度為)。設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力. 

(1)某探究小組欲用上述裝置測量物塊與平臺(tái)間的動(dòng)摩擦因數(shù)。放開小球,系統(tǒng)運(yùn)動(dòng),該小組對(duì)小球勻加速下落過程拍得同一底片上多次曝光的照片如圖所示,拍攝時(shí)每隔1s曝光一次,若小球直徑為20cm,求物塊A與平臺(tái)間的動(dòng)摩擦因數(shù);
(2)設(shè)小球著地后立即停止運(yùn)動(dòng),已知,要使物塊A不撞到定滑輪,求小球下落的最大高度h?(假設(shè)小球距地面足夠高)

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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

(10分)一輛值勤的警車停在一條直公路的道邊,當(dāng)警員發(fā)現(xiàn)從他旁邊以v=8 m/s的速度勻速行駛的貨車有違章行為時(shí),決定前去追趕,經(jīng)Δt=2.5 s警車發(fā)動(dòng)起,以加速度a=2 m/s2做勻加速運(yùn)動(dòng),若警車能達(dá)到的最大速度是vm=12 m/s,達(dá)到最大速度后以該速度勻速運(yùn)動(dòng).試問:
(1)警車發(fā)動(dòng)起后要多長時(shí)間才能追上違章的貨車?
(2)警車在追趕貨車的過程中,兩車間的最大距離是多少?

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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

(18分)如圖所示,在范圍足夠大方向水平向左、電場強(qiáng)度E=10N/C的勻強(qiáng)電場中,光滑絕緣水平桌面上有兩個(gè)原先靜止的小球A和B,B在桌邊緣,兩球均可視為質(zhì)點(diǎn),質(zhì)量均為m=0.2kg,A球帶正電,電荷量q=0.1C,B是不帶電的絕緣球,桌面離地面的高h(yuǎn)=0.05m。開始時(shí)兩球相距l(xiāng)=0.1m。在電場力作用下,A開始向左運(yùn)動(dòng),并與B球發(fā)生正碰,碰撞中兩球系統(tǒng)無能量損失、無電荷轉(zhuǎn)移。已知兩球發(fā)生無能量損失的正碰時(shí),碰撞前后兩球交換速度。求:  

(1)A球碰撞前、后的速度?
(2)A、B落地過程中兩者間的最大距離?  

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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

(10分)如圖所示,豎直放置的圓形框架半徑R=10m,A、B、C三點(diǎn)正好是圓上三點(diǎn),而AC正好是該圓的直徑。ABC為光滑軌道,B處有一小圓弧連接可使小球順利轉(zhuǎn)彎,AB與豎直方向夾角為37°。如果套在桿上的小球自A點(diǎn)靜止釋放(圖中小球未畫出), 求小球運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)間。
(已知g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)

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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

(12分)一物塊以一定的初速度沿斜面向上滑出,利用DIS實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),在計(jì)算機(jī)屏幕上得到其速度大小隨時(shí)間的變化關(guān)系圖像如圖所示。求:(g=10m/s2

(1)物塊上滑和下滑的加速度大小a1、a2。
(2)物塊向上滑行的最大距離s。
(3)斜面的傾角θ及物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ。

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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

對(duì)于兩物體碰撞前后速度在同一直線上,且無機(jī)械能損失的碰撞過程,可以簡化為如下模型。A、B兩物體位于光滑水平面上,僅限于沿同一直線運(yùn)動(dòng)。當(dāng)它們之間的距離大于等于某一定值d時(shí),相互作用力為零;當(dāng)它們之間的距離小于d時(shí),存在大小恒為F的斥力。設(shè)A物體質(zhì)量=1.0kg,開始時(shí)靜止在直線上某點(diǎn);B物體質(zhì)量=3.0kg,以速度從遠(yuǎn)處沿該直線向A運(yùn)動(dòng),如圖所示。若d=0.10m,F(xiàn)=0.60N,=0.20m/s,

求:(1)相互作用過程中A、B加速度的大。
(2)從開始相互作用到A、B間的距離最小時(shí),系統(tǒng)(物體組)動(dòng)能的減少量;
(3)A、B間的最小距離。

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