【題目】如圖甲所示：MN、PQ是相距d=l m的足夠長(zhǎng)平行光滑金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌平面與水平面成某一夾角，導(dǎo)軌電阻不計(jì)；長(zhǎng)也為1m的金屬棒ab垂直于MN、PQ放置在導(dǎo)軌上，且始終與導(dǎo)軌接觸良好，ab的質(zhì)量m=0.1 kg、電阻R=lΩ；MN、PQ的上端連接右側(cè)電路，電路中R2為一電阻箱；已知燈泡電阻RL=3Ω，定值電阻R1=7Ω，調(diào)節(jié)電阻箱使R2 =6Ω，重力加速度g=10 m／s2�，F(xiàn)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S，在t=0時(shí)刻由靜止釋放ab，在t=0.5 s時(shí)刻閉合S，同時(shí)加上分布于整個(gè)導(dǎo)軌所在區(qū)域的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)軌平面斜向上；圖乙所示為ab的速度隨時(shí)間變化圖像。

（1）求斜面傾角a及磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小；

（2）ab由靜止下滑x=50 m（此前已達(dá)到最大速度）的過(guò)程中，求整個(gè)電路產(chǎn)生的電熱；

（3）若只改變電阻箱R2的值。當(dāng)R2為何值時(shí)，ab勻速下滑中R2消耗的功率最大？消耗的最大功率為多少？

【答案】(1)；1T (2)28.2J (3)0.27W

【解析】試題分析：(1)S斷開(kāi)時(shí)，ab做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，從圖乙得

由牛頓第二定律有所以有即

t=0.5s時(shí)，S閉合且加了磁場(chǎng)，分析可知，此后ab將先做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)速度達(dá)到最大() 后接著做勻速運(yùn)動(dòng)。勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，由平衡條件知又

聯(lián)立以上四式有

代入數(shù)據(jù)解得

(2)由能量轉(zhuǎn)化關(guān)系有代入數(shù)據(jù)解得J

(3)改變電阻箱R2的值后，ab勻速下滑時(shí)有所以

通過(guò)R2的電流為R2的功率為

聯(lián)立以上三式可得當(dāng)時(shí)，即，功率最大，所以W．．．

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，質(zhì)量是1 kg的小球用長(zhǎng)為0.5 m的細(xì)線懸掛在O點(diǎn)，O點(diǎn)距地面豎直距離為1 m，如果使小球繞OO′軸在水平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，若細(xì)線最大承受拉力為12.5 N，(g＝10 m/s2)求：

（1）當(dāng)小球的角速度為多大時(shí)，細(xì)線將斷裂；

（2）線斷裂后小球落地點(diǎn)與懸點(diǎn)的水平距離．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】姚明成為NBA一流中鋒，給中國(guó)人爭(zhēng)得了榮譽(yù)和尊敬，讓更多的中國(guó)人熱愛(ài)上籃球這項(xiàng)運(yùn)動(dòng)．姚明某次跳起過(guò)程可分為下蹲、蹬地、離地上升、下落和落地五個(gè)過(guò)程，下列關(guān)于蹬地和落地兩過(guò)程的說(shuō)法中正確的是 (　 　 )

A. 兩過(guò)程中姚明都處在超重狀態(tài)

B. 兩過(guò)程中姚明都處在失重狀態(tài)

C. 前過(guò)程為超重，后過(guò)程為失重

D. 前過(guò)程為失重，后過(guò)程為超重

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖甲所示，直角坐標(biāo)系中直線AB與橫軸x夾角∠BAO=30°，AO長(zhǎng)為a．假設(shè)在點(diǎn)A處有一放射源可沿∠BAO所夾范圍內(nèi)的各個(gè)方向放射出質(zhì)量為m、速度大小均為v、帶電量為e的電子，電子重力忽略不計(jì)．在三角形ABO內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，當(dāng)電子從頂點(diǎn)A沿AB方向射入磁場(chǎng)時(shí)，電子恰好從O點(diǎn)射出．試求：

（1）從頂點(diǎn)A沿AB方向射入的電子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t；

（2）磁場(chǎng)大小、方向保持不變，改變勻強(qiáng)磁場(chǎng)分布區(qū)域，使磁場(chǎng)存在于三角形ABO內(nèi)的左側(cè)，要使放射出的電子穿過(guò)磁場(chǎng)后都垂直穿過(guò)y軸后向右運(yùn)動(dòng)，試求勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域分布的最小面積S．

（3）磁場(chǎng)大小、方向保持不變，現(xiàn)改變勻強(qiáng)磁場(chǎng)分布區(qū)域，使磁場(chǎng)存在于y軸與虛線之間，示意圖見(jiàn)圖乙所示，仍使放射出的電子最后都垂直穿過(guò)y軸后向右運(yùn)動(dòng)，試確定勻強(qiáng)磁場(chǎng)左側(cè)邊界虛線的曲線方程．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示為研究電子槍中電子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的簡(jiǎn)化模型示意圖．在xoy平面的第一象限，存在以軸、軸及雙曲線的一段（0≤≤L,0≤≤L）為邊界的勻強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)域Ⅰ；在第二象限存在以＝－L、＝－2L、＝0、＝L為邊界的勻強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)域Ⅱ．兩個(gè)電場(chǎng)大小均為E，不計(jì)電子所受重力，電子的電荷量大小為e，則：

（1）從電場(chǎng)Ⅰ的邊界B點(diǎn)處?kù)o止釋放電子，電子離開(kāi)MNPQ時(shí)的位置坐標(biāo)；

（2）從電場(chǎng)I的AB曲線邊界處由靜止釋放電子，電子離開(kāi)MNPQ時(shí)的最小動(dòng)能；

（3）若將左側(cè)電場(chǎng)II整體水平向左移動(dòng)（n≥1），要使電子從=-2L，=0處離開(kāi)電場(chǎng)區(qū)域II，在電場(chǎng)I區(qū)域內(nèi)由靜止釋放電子的所有位置。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=1T、方向垂直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一上、下兩層均與水平面平行的“U”型光滑金屬導(dǎo)軌，在導(dǎo)軌面上各放一根完全相同的質(zhì)量為m=2kg的勻質(zhì)金屬桿A1和A2，開(kāi)始時(shí)兩根金屬桿位于同一豎起面內(nèi)且桿與軌道垂直．設(shè)兩導(dǎo)軌面相距為H=1.25m，導(dǎo)軌寬為L(zhǎng)=1m，導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)且電阻不計(jì)，金屬桿電阻為R=1Ω．現(xiàn)有一質(zhì)量為m/2的不帶電小球以水平向右的速度v=10m/s撞擊桿A1的中點(diǎn)，撞擊后小球反彈落到下層面上的C點(diǎn)．C點(diǎn)與桿A2初始位置相距為S=1m．求：

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)分布在平面直角坐標(biāo)系的整個(gè)第Ⅰ象限內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直于紙面向里。一質(zhì)量為m、電荷量絕對(duì)值為q、不計(jì)重力的粒子，以某速度從O點(diǎn)沿著與y軸夾角為30°的方向進(jìn)入磁場(chǎng)，運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)時(shí)，粒子速度沿x軸正方向。下列判斷正確的是

A．粒子帶正電

B．運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，粒子的速度不變

C．粒子由O到A經(jīng)歷的時(shí)間為t＝

D．離開(kāi)第Ⅰ象限時(shí)，粒子的速度方向與x軸正方向的夾角為30°

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】一U形玻璃管豎直放置，左端開(kāi)口，右端封閉，左端上部有一光滑的輕活塞。初始時(shí)，管內(nèi)汞柱及空氣柱長(zhǎng)度如圖所示。用力向下緩慢推活塞，直至管內(nèi)兩邊汞柱高度相等時(shí)為止。求此時(shí)右側(cè)管內(nèi)氣體的壓強(qiáng)和活塞向下移動(dòng)的距離。已知玻璃管的橫截面積處處相同；在活塞向下移動(dòng)的過(guò)程中，沒(méi)有發(fā)生氣體泄漏；大氣壓強(qiáng)p0=75．0 cmHg。環(huán)境溫度不變。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，表面粗糙的斜面體固定在水平地面上。一物體在沿斜面向上且平行斜面的力F1作用下，沿斜面向上做速度為v1的勻速運(yùn)動(dòng)，F(xiàn)1的功率為P0。若該物體在沿斜面斜向上的且與斜面夾角為的力F2（如圖）作用下，在同一斜面上做沿斜面向上的速度為v2的勻速運(yùn)動(dòng)，F(xiàn)2的功率也為P0，則下列說(shuō)法中正確的是 （ ）

A．F2大于F1

B．在相同的時(shí)間內(nèi)，物體增加的機(jī)械能相同

C．v1一定小于v2

D．v1可能小于v2

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