（14分）如圖，水平面內有一光滑金屬導軌，其MN、PQ邊的電阻不計，MP邊的電阻阻值R=1.5Ω，MN與MP的夾角為135°，PQ與MP垂直，MP邊長度小于1m。將質量m=2kg，電阻不計的足夠長直導體棒擱在導軌上，并與MP平行。棒與MN、PQ交點G、H間的距離L=4m.空間存在垂直于導軌平面的勻強磁場，磁感應強度B=0.5T。在外力作用下，棒由GH處以一定的初速度向左做直線運動，運動時回路中的電流強度始終與初始時的電流強度相等。

（1）若初速度v1=3m/s，求棒在GH處所受的安培力大小FA。
（2）若初速度v2=1.5m/s，求棒向左移動距離2m到達EF所需時間Δt。
（3）在棒由GH處向左移動2m到達EF處的過程中，外力做功W=7J，求初速度v3。

（1）（2）（3）

解析試題分析：（1）導體棒切割磁感線產(chǎn)生感應電動勢
感應電流
金屬棒受到安培力
（2）運動過程電流始終不變，而電阻不變，即感應電動勢不變。初始感應電動勢
所以平均感應電動勢
根據(jù)幾何關系可得從GH到EF，線框面積變化量
代入計算可得運動時間
（3）根據(jù)幾何關系可得
根據(jù)運動過程電流不變判斷電動勢不變，設末速度為，則有

可得
運動過程電流
電動勢
運動時間
克服安培力做功
根據(jù)動能定理有
整理可得或（舍去）
考點：電磁感應

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：單選題

一個負點電荷僅受電場力的作用，從某電場中的a點由靜止釋放，它沿直線運動到b點的過程中，動能Ek隨位移x變化的關系圖象如右圖所示，則能與圖線相對應的電場線分布圖是(　　)

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖所示，AB和CD是半徑為R=1m的1／4圓弧形光滑軌道，BC為一段長2m的水平軌道質量為2kg的物體從軌道A端由靜止釋放，若物體與水平軌道BC間的動摩擦因數(shù)為0.1．求：

(1)物體第1次沿CD弧形軌道可上升的最大高度；
(2)物體最終停下來的位置與B點的距離。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖所示，位于豎直面內的曲線軌道的最低點B的切線沿水平方向，且與一位于同一豎直面內、半徑R=0.40m的光滑圓形軌道平滑連接�，F(xiàn)有一質量m=0.10kg的滑塊（可視為質點），從位于軌道上的A點由靜止開始滑下，滑塊經(jīng)B點后恰好能通過圓形軌道的最高點C。已知A點到B點的高度h=1.5m，重力加速度g=10m/s2，空氣阻力可忽略不計，求：

（1）滑塊通過圓形軌道B點時對軌道的壓力大小；
（2）滑塊從A點滑至B點的過程中，克服摩擦阻力所做的功。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（15分）如圖所示，光滑絕緣水平桌面上的A、B、C三點是等腰直角三角形的三個頂點，AD為三角形的高，∠BAC＝90°，BC＝0.8m，空間存在方向與BC平行的勻強電場．將質量為、電荷量為的小球由A點移到B點，電勢能增加．求：

（1）勻強電場的場強大�。�
（2）A、B兩點間的電勢差UAB；
（3）將小球從B處靜止釋放，運動到C處時的動能.

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

某物理小組在研究過山車原理的過程中，提出了下列的設想：取一個與水平方向夾角為37°、長為L=2.0m的粗糙的傾斜軌道AB，通過水平軌道BC與豎直圓軌道相連，出口為水平軌道DE，整個軌道除AB段以外都是光滑的。其中AB與BC軌道以微小圓弧相接，如圖所示。一個小物塊以初速度，從某一高處水平拋出，到A點時速度方向恰好沿AB方向，并沿傾斜軌道滑下。已知物塊與傾斜軌道的動摩擦因數(shù)（g取10m/s2，）

（1）求小物塊的拋出點和A點的高度差；
（2）要使小物塊不離開軌道，并從水平軌道DE滑出，求豎直圓弧軌道的半徑應該滿足什么條件?
（3）為了讓小物塊不離開軌道，并且能夠滑回傾斜軌道AB，則豎直圓軌道的半徑應該滿足什么條件?
（4）按照（3）問的要求，小物塊進入軌道后可以有多少次通過圓軌道上距水平軌道高為0.01m的某一點。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖所示，光滑水平面AB與豎直面內的半圓形軌道在B點相接，導軌半徑為R.一個質量為m的物體將彈簧壓縮至A點后由靜止釋放，在彈力作用下物體獲得某一向右速度后脫離彈簧，脫離彈簧后當它經(jīng)過B點進入導軌瞬間對導軌的壓力為其重力的8倍，之后向上運動完成半個圓周運動恰好到達C點。試求：

（1）彈簧開始時的彈性勢能；
（2）物體從B點運動至C點克服阻力做的功；
（3）物體離開C點后落回水平面時，重力的瞬時功率是多大？

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（本題14分） 如圖所示，一對光滑的平行金屬導軌固定在同一水平面內，導軌間距L=1m，左端接有阻值R=0.4Ω的電阻，一質量m=0.1kg，電阻r=0.1Ω的金屬棒MN放置在導軌上，整個裝置置于豎直向上的勻強磁場中，磁場的磁感應強度B=0.5T，棒在水平向右的外力作用下，由靜止開始以a=3m/s2的加速度做勻加速運動，當棒的位移x=6m時撤去外力，棒繼續(xù)運動一段距離后停下來。已知撤去外力前后回路中產(chǎn)生的焦耳熱之比Q1：Q2=2:1，導軌足夠長且電阻不計，棒在運動過程中始終與導軌垂直且兩端與導軌保持良好接觸，求：
（1）棒在勻加速運動過程中，通過電阻R的電荷量q
（2）撤去外力后回路中產(chǎn)生的焦耳熱Q2
（3）外力做的功WF

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（8分）如圖所示，在E=103V/m的豎直勻強電場中，有一光滑的半圓形絕緣軌道QPN與一水平絕緣軌道MN連接，半圓形軌道平面與電場線平行，P為QN圓弧的中點，其半徑R=40cm，一帶正電q=10-4C的小滑塊質量m=10g，與水平軌道間的動摩擦因數(shù)μ=0.15，位于N點右側1.5m處，取g=10m/s2，求：

(1)要使小滑塊恰能運動到圓軌道的最高點Q，則滑塊應以多大的初速度v0向
(2)這樣運動的滑塊通過P點時對軌道的壓力是多大？

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