【題目】如圖所示，固定的直角金屬軌道足夠長，左側(cè)傾角θ1=37°，右側(cè)傾角θ2=53°，軌道寬均為L=1.0m，整個裝置處于B=1.0T勻強磁場中，磁場方向垂直于右側(cè)軌道平面向上。質(zhì)量分別為m1=1.0kg、m2=0.4kg的導(dǎo)體棒ab、cd，水平放在左、右兩側(cè)軌道上并與軌道垂直。已知ab、cd棒的電阻均為R=1.0Ω，其余電阻不計，兩棒與軌道間的動摩擦因數(shù)均為μ=0.5，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6，sin53°＝0.8。由靜止同時釋放兩棒，在棒下滑過程中

（1）判斷cd棒中感應(yīng)電流的方向；

（2）通過分析說明cd棒下滑過程中的運動情況，并計算ab棒中電功率的最大值；

（3）通過分析、推理和計算，說明ab棒在下滑過程中的運動情況。

【答案】（1）沿cd方向（2）做加速度逐漸減小的加速運動，4.0W（3）見解析

【解析】

（1）cd棒下滑切割磁感線，ab棒下滑不切割磁感線，根據(jù)右手定則，在cd棒中I沿cd方向。

（2）cd棒在右側(cè)軌道上受力情況如圖所示

f2=μN2=μm2gcos53°=0.5×0.4×10×0.6N=1.2N

由牛頓第二定律得

m2gsin53°-f2-FA2=m2a2　　　

FA2=BIL=

v增大，a2減小，cd棒做加速度逐漸減小的加速運動

當FA2==m2gsin53°-f2=（0.4×10×0.8-1.2）N=2.0N時速度最大

此后cd棒以最大速度勻速運動，最大電流

Im==2.0A　

ab棒最大電功率

Pm=Im2R=4.0W

（3）ab棒在左側(cè)軌道上受力情況如圖

ab棒剛釋放時

m1gsin37°=6N

最大靜摩擦力

fmax=μN1=μm1gcos37°=0.5×1×10×0.8N=4N

因為fmax<m1gsin37°

所以剛釋放時ab棒沿斜面向下加速運動

N1=FA1+m1gcos37°=+m1gcos37°

f1=μN1=μ（+m1gcos37°）

由牛頓第二定律得

m1gsin37°-f1=m1gsin37°-μ（+m1gcos37°）=m1a1　

當cd棒下滑速度v增大時，a1減小，棒ab做加速度逐漸減小的加速運動

當cd棒速度達到最大后，Im=2A不變

f1m=μ（m1gcos37°+BImL）=5N<m1gsin37°=6N

ab棒開始做加速度為a1=（m1gsin37°-f1m）/m1=1m/s2的勻加速直線運動

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】有一靜電場，其電勢隨x坐標的改變而改變，變化的圖線如圖所示．若將一帶負電的粒子（重力不計）從坐標原點O由靜止釋放，粒子沿x軸運動，電場中P、Q兩點的坐標分別為1mm、4mm．下列說法正確的是（ ）

A. 粒子經(jīng)過P點和Q點時，加速度大小相等、方向相反

B. 粒子經(jīng)過P點與Q點時，電場力做功的功率相等

C. 粒子經(jīng)過P點與Q點時，動能相等

D. 粒子在P點的電勢能為正值

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，通電導(dǎo)線MN與單匝矩形線圈abcd共面，位置靠近ab且相互絕緣。當MN中電流突然減小時，線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電流I，線圈所受安培力的合力為F，則I和F的方向為（　�。�

A.I順時針，F向左B.I順時針，F向右

C.I逆時針，F向左D.I逆時針，F向右

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，兩條平行的光滑金屬軌道MN、PQ與水平面成θ角固定，軌距為d。P、M間接有阻值為R的電阻。質(zhì)量為m的金屬桿ab水平放置在軌道上，其有效阻值為R。空間存在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場，磁場方向垂直于軌道平面向上�，F(xiàn)從靜止釋放ab。若軌道足夠長且電阻不計，重力加速度為g。求：

（1）ab運動的最大速度vm；

（2）當ab具有最大速度時，ab消耗的電功率P；

（3）為使ab向下做勻加速直線運動，在ab中點施加一個平行于軌道且垂直于ab的力F， 推導(dǎo)F隨時間t變化的關(guān)系式，并分析F的變化與a的關(guān)系。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖（a）為多用電表的示意圖，其中S、K、T為三個可調(diào)節(jié)的部件，現(xiàn)用此電表測量一阻值約1000Ω的定值電阻。

（1）測量的某些操作步驟如下:

①調(diào)節(jié)可調(diào)部件____，使電表指針停在__________（選填“電流0刻度”、“歐姆0刻度”）位置。

②調(diào)節(jié)可調(diào)部件K，使它的尖端指向__________（選填“×1k”、“×100”、“×10”、“×1”）位置。

③ 將紅、黑表筆分別插入“+”“-”插孔，筆尖相互接觸，調(diào)節(jié)可調(diào)部件__________，使電表指針指向__________（選填“電流0刻度”、“歐姆0刻度”）位置。

④紅、黑表筆筆尖分別接觸待測電阻的兩端，當指針擺穩(wěn)后，讀出表頭的示數(shù)，如圖（b）所示，再乘以可調(diào)部件K所指的倍率，得出該電阻的阻值Rx=__________。

⑤測量完畢，應(yīng)調(diào)節(jié)可調(diào)部件K，使它的尖端指向 “OFF”或交流電壓“×500”位置。

（2）歐姆擋進行調(diào)零后，用“×10”擋測量另一個阻值未知的電阻，發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度很小，則下列說法和做法中正確的是__________。

A.這個電阻的阻值較小

B.這個電阻的阻值較大

C.為測量更準確些，電表應(yīng)當換用歐姆“×1”擋，并且重新調(diào)零后進行測量

D.為測得更準確些，電表應(yīng)當換用歐姆“×100”擋，并且重新調(diào)零后進行測量

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，粗糙的固定水平桿上有三點，輕質(zhì)彈簧一端固定在點正下方的點，另一端與套在桿點、質(zhì)量為的圓環(huán)相連，此時彈簧處于拉伸狀態(tài)。圓環(huán)從處由靜止釋放，向右運動經(jīng)過點時速度為、加速度為零，到達點時速度為零，下列說法正確的是

A.從到過程中，圓環(huán)在點速度最大

B.從到過程中，圓環(huán)的加速度先減小后增大

C.從到過程中，彈簧對圓環(huán)做的功一定大于

D.從到過程中，圓環(huán)克服摩擦力做功等于

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，水平放置的帶電平行金屬板間有勻強電場，板間距離為 d。一個帶負電的液滴所帶電量大小為 q，質(zhì)量為 m，從下板邊緣射入電場并沿直線從上板邊緣射出。則下列選 項中錯誤的是

A.液滴做勻速直線運動B.液滴做勻減速直線運動

C.兩板間電勢差為 D.液滴的電勢能減小了 mgd

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某研究性學習小組欲測定一塊電池的電動勢 E。用電壓表 V、電阻箱 R、定值電阻 R0 、開關(guān) S、若干導(dǎo)線和該電池組成電路，測定該電池電動勢。

(1)根據(jù)電路圖，用筆畫線代替導(dǎo)線，將實物圖連接成完整電路。（__________）

(2)閉合開關(guān) S，調(diào)整電阻箱阻值 R，讀出電壓表 V 相應(yīng)示數(shù) U。該學習小組測出大量數(shù)據(jù)，分析篩選出下表所示的 R、U 數(shù)據(jù)，并計算出相應(yīng)的 與的值。請用表中數(shù)據(jù)在坐標紙上描點，并作出 -- 圖線。（__________）

R（Ω）

166.7

71.4

50.0

33.3

25.0

20.0

U（V ）

8.3

5.9

4.8

4.2

3.2

2.9

（×10-2Ω-1）

0.60

1.40

2.00

3.00

4.00

5.00

（V-1 ）

0.12

0.17

0.21

0.24

0.31

0.35

(3)從圖線中可以求得電動勢 E=_______V（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】做“測量金屬絲的電阻率”實驗。

（1）用螺旋測微器測量金屬絲直徑，示數(shù)如圖甲所示，則金屬絲直徑的測量值d=_______mm。

（2）在設(shè)計測量金屬絲電阻Rx的實驗電路時需要思考兩個問題：

①如何選擇電流表的接法？

如圖乙所示，某同學采用試觸的方法，讓電壓表的一端接在A點，另一端先后接到B點和C點。他發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)有明顯變化，而電流表示數(shù)沒有明顯變化。據(jù)此應(yīng)該選擇電流表_______（填寫“內(nèi)接”或“外接”）的電路。

②如何選擇滑動變阻器的接法？

已知待測金屬絲的電阻約為20Ω，實驗室提供的滑動變阻器的最大阻值為5Ω，電源電動勢為3V，需要選擇滑動變阻器的_____________(填寫“分壓式”或“限流式”) 接法。

（3）圖丙是測量金屬絲電阻的實驗器材實物圖，圖中已連接了部分導(dǎo)線，滑動變阻器的滑片P置于變阻器的最左端。請根據(jù)（2）中選擇的電路，完成實物間的連線，并使閉合開關(guān)的瞬間，電壓表和電流表均處于安全狀態(tài)____________。

（4）請你寫出金屬絲電阻率的計算式____________（用待測金屬絲電阻的測量值Rx、直徑的測量值d、長度的測量值L表示）。

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