(14分）如圖，MN、PQ兩條平行的光滑金屬軌道與水平面成q=300角固定，軌距為L=1m，質(zhì)量為m的金屬桿A.b水平放置在軌道上，其阻值忽略不計(jì)�？臻g存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于軌道平面向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.5T。P、M間接有阻值R1的定值電阻，Q、N間接變阻箱R�，F(xiàn)從靜止釋放A.b，改變變阻箱的阻值R，測(cè)得最大速度為vm，得到與的關(guān)系如圖所示。若軌道足夠長(zhǎng)且電阻不計(jì)，重力加速度g取l0m/s2。求：

（1）金屬桿的質(zhì)量m和定值電阻的阻值R1；

（2）當(dāng)變阻箱R取4Ω時(shí)，且金屬桿A.b運(yùn)動(dòng)的加速度為gsinq時(shí)，此時(shí)金屬桿A.b運(yùn)動(dòng)的速度；

（3）當(dāng)變阻箱R取4Ω時(shí)，且金屬桿A.b運(yùn)動(dòng)的速度為時(shí)，定值電阻R1消耗的電功率。

 

【答案】

（1）m=0.1kg，R=1Ω（2）v′＝0.8m/s（3）

【解析】

試題分析：（1）（5 分）總電阻為R總＝R1R /(R1＋R)；I＝BLv/R總

當(dāng)達(dá)到最大速度時(shí)金屬棒受力平衡。mgsinq＝BIL=，，根據(jù)圖像代入數(shù)據(jù)，可以得到棒的質(zhì)量m=0.1kg，R=1Ω

（2）（5分）金屬桿A.b運(yùn)動(dòng)的加速度為gsinq時(shí)，I′＝BLv′/R總

根據(jù)牛頓第二定律F合＝mA.，mgsinq－BI’L＝mA.，

mgsinq－＝ mgsinq，代入數(shù)據(jù)，得到v′＝0.8m/s

（3）（4分）當(dāng)變阻箱R取4Ω時(shí)，根據(jù)圖像得到vm=1.6m/s，

考點(diǎn)：考查了導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)，

點(diǎn)評(píng)：此類型題目要重點(diǎn)做好受力分析及運(yùn)動(dòng)情景分析，用好共點(diǎn)力的平衡關(guān)系及牛頓第二定律等基本規(guī)律．

 

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：

如圖所示的豎直平面內(nèi)有范圍足夠大、水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度為E．一絕緣彎桿由兩段直桿和一半徑R=1.6m的四分之一圓弧桿MN組成，固定在豎直面內(nèi)，兩直桿與圓弧桿的連接點(diǎn)分別是M、N，豎直桿PM和水平桿NQ均足夠長(zhǎng)，PMN段光滑．現(xiàn)有一質(zhì)量為m1=0.2kg、帶電荷量為+q的小環(huán)套在PM桿上，從M點(diǎn)的上方的D點(diǎn)靜止釋放，恰好能達(dá)到N點(diǎn)．已知q=2×10-2C，E=2×102N/m．g取10m/s2．
（1）求D、M間的距離h1=？
（2）求小環(huán)第一次通過圓弧桿上的M點(diǎn)時(shí)，圓弧桿對(duì)小環(huán)作用力F的大��？
（3）小環(huán)與NQ間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.1．現(xiàn)將小環(huán)移至距離M點(diǎn)上方h2=14.4m處由靜止釋放，環(huán)與桿之間的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力．問經(jīng)過足夠長(zhǎng)的時(shí)間，小環(huán)在水平桿NQ上運(yùn)動(dòng)通過的總路程s1=
、
、
．

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科目：高中物理 來源： 題型：

（1）下列說法中正確的有
AD
AD
．
A．2008年5月12日14時(shí)28分，四川汶川縣發(fā)生8.0級(jí)強(qiáng)烈地震，造成重大人員財(cái)產(chǎn)損失，地震波是機(jī)械波，地震波中既有橫波也有縱波
B．太陽能真空玻璃管采用鍍膜技術(shù)增加透射光，這是利用了光的衍射原理
C．相對(duì)論認(rèn)為：真空中的光速在不同慣性參照系中是不相同的
D．醫(yī)院里用于檢測(cè)的“彩超”的原理是：向病人體內(nèi)發(fā)射超聲波，經(jīng)血液反射后被接收，測(cè)出反射波的頻率變化，就可知血液的流速．這一技術(shù)應(yīng)用了多普勒效應(yīng)
（2）如圖所示為一列簡(jiǎn)諧波在t1=0時(shí)刻的圖象，此時(shí)波中質(zhì)點(diǎn)M的運(yùn)動(dòng)方向沿y軸負(fù)方向，且到t2=0.55s質(zhì)點(diǎn)M恰好第3次到達(dá)y軸正方向最大位移處，該波的傳播方向?yàn)?!--BA-->
-x方向
-x方向
，波速為
2
2
m/s．
（3）如圖所示是一種折射率n=1.5的棱鏡用于某種光學(xué)儀器中．現(xiàn)有一束光線沿MN的方向射到棱鏡的AB界面上，入射角的大小i=arcsin0.75．求光在棱鏡中傳播的速率及此束光線射出棱鏡后的方向（不考慮返回到AB面上的光線）．

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科目：高中物理 來源：2013屆上海市奉賢區(qū)高考一模物理試卷（帶解析） 題型：計(jì)算題

(14分）如圖，MN、PQ兩條平行的光滑金屬軌道與水平面成q=300角固定，軌距為L=1m，質(zhì)量為m的金屬桿A.b水平放置在軌道上，其阻值忽略不計(jì)�？臻g存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于軌道平面向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.5T。P、M間接有阻值R1的定值電阻，Q、N間接變阻箱R�，F(xiàn)從靜止釋放A.b，改變變阻箱的阻值R，測(cè)得最大速度為vm，得到與的關(guān)系如圖所示。若軌道足夠長(zhǎng)且電阻不計(jì)，重力加速度g取l0m/s2。求：


（1）金屬桿的質(zhì)量m和定值電阻的阻值R1；
（2）當(dāng)變阻箱R取4Ω時(shí)，且金屬桿A.b運(yùn)動(dòng)的加速度為gsinq時(shí)，此時(shí)金屬桿A.b運(yùn)動(dòng)的速度；
（3）當(dāng)變阻箱R取4Ω時(shí)，且金屬桿A.b運(yùn)動(dòng)的速度為時(shí)，定值電阻R1消耗的電功率。

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科目：高中物理 來源： 題型：

（本題16分）如圖（甲）所示，兩平行金屬板間接有如圖（乙）所示的隨時(shí)間t變化的電壓u，兩板間電場(chǎng)可看作是均勻的，且兩板外無電場(chǎng)，極板長(zhǎng)L=0.2m，板間距離d=0.2m，在金屬板右側(cè)有一邊界為MN的區(qū)域足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，MN與兩板中線OO′垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=5×10－3T，方向垂直紙面向里�，F(xiàn)有帶正電的粒子流沿兩板中線OO′連續(xù)射入電場(chǎng)中，已知每個(gè)粒子的速度v0=105m/s，比荷q/m=108C/kg，重力忽略不計(jì)，在每個(gè)粒子通過電場(chǎng)區(qū)域的極短時(shí)間內(nèi)，電場(chǎng)可視作是恒定不變的。（取π = 3.14）

（1）試求帶電粒子射出電場(chǎng)時(shí)的最大速度。

（2）證明任意時(shí)刻從電場(chǎng)射出的帶電粒子，進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)在MN上的入射點(diǎn)和出磁場(chǎng)時(shí)在MN上的出射點(diǎn)間的距離為定值。寫出表達(dá)式并求出這個(gè)定值。

（3）從電場(chǎng)射出的帶電粒子，進(jìn)入磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后又射出磁場(chǎng)。試猜想粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間是否為定值，若是，求出該定值的大��；若不是，求粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最長(zhǎng)時(shí)間和最短時(shí)間。

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