如圖所示，有上下兩層水平放置的平行光滑導(dǎo)軌，間距是L，上層導(dǎo)軌上擱置一根質(zhì)量是m、電阻是r的金屬桿ST，下層導(dǎo)軌末端緊接著兩根豎立在豎直平面內(nèi)的半徑為R的光滑絕緣半圓形軌道，在下層導(dǎo)軌末端處擱置一質(zhì)量也是m、電阻也是r的金屬桿AB。上下兩層平行導(dǎo)軌所在區(qū)域里有一個豎直向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場。當(dāng)閉合開關(guān)S后，金屬桿AB滑離下層導(dǎo)軌進(jìn)入半圓形軌道并且剛好能通過半圓形軌道最高點(diǎn)D′F′后滑上上層導(dǎo)軌。設(shè)上下兩層導(dǎo)軌都足夠長，電阻不計。試求：
（1）金屬桿AB剛進(jìn)入絕緣半圓形軌道時的速度大��；
（2）金屬桿AB在上層導(dǎo)軌上滑動時，回路中的最大電流為多少;
（3）從金屬桿AB滑到上層導(dǎo)軌到具有最終速度這段時間內(nèi)，上層導(dǎo)軌回路中有多少能量轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。

 

（本題19分） 解：（1）設(shè)金屬桿AB進(jìn)入半圓形軌道時的速度為V1，金屬桿AB剛好能通過半圓形軌道最高點(diǎn)D′F′，設(shè)此時速度為V2則： ① 又金屬桿AB在光滑絕緣半圓形軌道上運(yùn)動過程中，機(jī)械能守恒： ② 解①②得：， （2）金屬桿AB剛到上層導(dǎo)軌瞬間電動勢最大即 ③ 則回路中電流最大： ④ 解③④得： （3）以兩桿組成的系統(tǒng)為研究對象，在上層導(dǎo)軌上運(yùn)動時，金屬桿AB在安培力作用下減速向左滑動，金屬桿ST在安培力作用下加速向左滑動，最終兩桿速度相同時回路電流為零，此時安培力為零，此時的速度為最終速度，設(shè)為V3，在此過程中，系統(tǒng)所受合外力始終為零，則系統(tǒng)動量守恒。即： ⑤ 由能量守恒定律得： 內(nèi)能 ⑥ 解以上式得：
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

一條紙帶與做勻加速直線運(yùn)動的小車相連，通過打點(diǎn)計時器打下一系列點(diǎn)，從打下的點(diǎn)中選取若干計數(shù)點(diǎn)，如圖中A、B、C、D、E所示，紙帶上相鄰的兩個計數(shù)點(diǎn)之間都有四個點(diǎn)未畫出．現(xiàn)測出AB=2.20cm，AC=6.39cm，AD=12.59cm，AE=20.79cm，已知打點(diǎn)計時器電源頻率為50Hz．
①打D點(diǎn)時，小車的瞬時速度大小為
0.72
0.72
m/s（保留兩位有效數(shù)字）．
②小車運(yùn)動的加速度大小為
2.0
2.0
m/s2（保留兩位有效數(shù)字）．
③在“探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系”活動中，某同學(xué)設(shè)計了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置．圖中上下兩層水平軌道表面光滑，兩小車前端系上細(xì)線，細(xì)線跨過滑輪并掛上砝碼盤，兩小車尾部細(xì)線連到控制裝置上，實(shí)驗(yàn)時通過控制裝置使兩小車同時開始運(yùn)動，然后同時停止，本探究實(shí)驗(yàn)可以通過比較兩小車的位移來得到兩小車加速度關(guān)系．若測量得到兩個小車的位移分別為x1和x2，設(shè)兩個小車的加速度分別為a1和a2，上述四個物理量的關(guān)系式為
a1
a2
=
x1
x2
a1
a2
=
x1
x2
．

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（1）如圖所示，是某研究性學(xué)習(xí)小組做“探究橡皮筋做的功與物體速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)，圖中是小車在一條橡皮筋的作用下彈出，沿木板滑行的情形，這時，橡皮筋對小車做的功記為W．當(dāng)我們用2條、3條…完全相同的橡皮筋并在一起進(jìn)行第2次、第3次…實(shí)驗(yàn)時，使每次橡皮筋都拉伸到同一位置釋放．小車每次實(shí)驗(yàn)中獲得的速度由打點(diǎn)計時器所打的紙帶測出．
①除了圖中給出的實(shí)驗(yàn)器材外，需要的器材（除學(xué)生電源外）還有
 

②實(shí)驗(yàn)時為了使小車只在橡皮筋作用下運(yùn)動，應(yīng)采取的措施是
 

③每次實(shí)驗(yàn)得到的紙帶上的點(diǎn)距并不都是均勻的，為了測量小車獲得的速度，應(yīng)選用紙帶的
 
部分進(jìn)行測量．
（2）在“驗(yàn)證牛頓第二定律”的實(shí)驗(yàn)中，某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計了如下的實(shí)驗(yàn)方案．如圖所示，將兩個光滑導(dǎo)軌分上下兩層水平排列．與兩個相同小車后部相連的剎車線穿過導(dǎo)軌尾端固定板，由安裝在后面的剎車系統(tǒng)控制兩小車同時起動和同時制動（圖中未畫）．實(shí)驗(yàn)中可通過增減盤中的砝碼來改變拉力的大小，通過增減放置在小車上的砝碼改變小車的質(zhì)量．下表是該實(shí)驗(yàn)小組的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：
次數(shù) 小車 拉力（N） 質(zhì)量（g） 位移（cm） 拉力
比值（F甲：F乙）		 質(zhì)量
比值（m甲：m乙）		 位移
比值（x甲：x乙）		 加速度
比值（a甲：a乙）
1 甲 0.1 200 22.3 0.50 1 空格1 空格2
乙 0.2 200 43.5
2 甲 0.2 200 40.2 1 0.50 空格3 空格4
乙 0.2 400 19.5
①請根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求將表中寫有“空格”處的相應(yīng)數(shù)據(jù)計算出并填寫在橫線上：
空格1：
 
、空格2：
 
、空格3：
 
、空格4：
 

②本實(shí)驗(yàn)采用的科學(xué)方法是
 

A．理想實(shí)驗(yàn)法         B．等效代替法
C．控制變量法         D．建立物理模型法
③根據(jù)第一次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以得出的結(jié)論是：
 

④根據(jù)第二次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以得出的結(jié)論是：
 

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科目：高中物理 來源：南通高考密卷·物理 題型：038

如圖所示，有上下兩層水平放置的平行光滑導(dǎo)軌，間距是L，上層導(dǎo)軌上擱置一根質(zhì)量為m，電阻是R的金屬桿PT，下層導(dǎo)軌末端緊接著兩根豎直平面內(nèi)的半徑為r的光滑絕緣半圓形軌道，在靠近半圓形軌道處擱置一根質(zhì)量也是m，電阻也是R的金屬桿AC．上下兩層平行導(dǎo)軌所在區(qū)域里有一個豎直向下的勻強(qiáng)磁場．當(dāng)閉合開關(guān)S后，當(dāng)有電荷量q通過金屬桿AC時，桿AC滑過下層導(dǎo)軌，進(jìn)入半圓形軌道并且剛好能通過軌道最高點(diǎn)D和G后就滑上上層導(dǎo)軌．設(shè)上下兩層導(dǎo)軌都是夠長，電阻不計．

(1)求磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度．

(2)求金屬桿AC剛滑到上層導(dǎo)軌瞬間，上層導(dǎo)軌和金屬桿組成的回路中的電流．

(3)問從AC滑到上層導(dǎo)軌到具有最終速度這段時間里上層導(dǎo)軌回路中有多少能量轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)能？

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，有上下兩層水平放置的平行光滑導(dǎo)軌，間距是L，上層導(dǎo)軌上擱置一根質(zhì)量為m，電阻是R的金屬桿ST，下層導(dǎo)軌末端緊接著兩根豎直平面內(nèi)的半徑為r的光滑絕緣半圓形軌道，在靠近半圓形軌道處擱置一根質(zhì)量也是m，電阻也是R的金屬桿AB。上下兩層平行導(dǎo)軌所在區(qū)域里有一個豎直向下的勻強(qiáng)磁場。當(dāng)閉合開關(guān)S后，當(dāng)有電荷量q通過金屬桿AB時，桿AB滑過下層導(dǎo)軌，進(jìn)入半圓形軌道并且剛好能通過軌道最高點(diǎn)D′F′后滑上上層導(dǎo)軌。設(shè)上下兩層導(dǎo)軌都是夠長，電阻不計。

⑴求磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度。

⑵求金屬桿AB剛滑到上層導(dǎo)軌瞬間，上層導(dǎo)軌和金屬桿組成的回路中的電流。

⑶問從AB滑到上層導(dǎo)軌到具有最終速度這段時間里上層導(dǎo)軌回路中有多少能量轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)能？

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