如圖，兩個(gè)傾角均為=37。的絕緣斜面，頂端相同，斜面上分別固定著一個(gè)光滑的不計(jì)電阻的U型導(dǎo)軌，導(dǎo)軌寬度都是L=1.0m，底邊分別與開關(guān)S1、S2連接，導(dǎo)軌上分別放置一根和底邊平行的金屬棒a和b，a的電阻R1=10.0、質(zhì)量m1=2.0kg，b的電阻R2=8.0、質(zhì)量m2=l.0kg。U型導(dǎo)軌所在空間分別存在著垂直斜面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，大小分別為B1=1.0T, B2=2.0T，輕細(xì)絕緣線繞過斜面頂端很小的光滑定滑輪連接兩金屬棒的中點(diǎn)，細(xì)線與斜面平行，兩導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)，sin370 =0.6，cos370 =0.8，g=10.0m/s2。開始時(shí)，開關(guān)S1、S2都斷開，輕細(xì)絕緣線繃緊，金屬棒a和b在外力作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)。求：

（1）撤去外力，兩金屬棒的加速度多大?

（2）同時(shí)閉合開關(guān)S1、S2，當(dāng)金屬棒a和b通過的距離s=400m時(shí)，速度達(dá)到最大，求在這個(gè)過程中，兩金屬棒產(chǎn)生的焦耳熱之和是多少?


【答案】

（1）設(shè)撤去外力，線拉力為T，兩金屬棒的加速度大小相等，設(shè)為是a，則

 

 

解得 a = 2 m/s2      

（2）a、b達(dá)到速度最大時(shí)，速度相等，設(shè)為v，此時(shí)線拉力為T1，a中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E1，電流為I1，b中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E2，電流為I2，則

E1=B1Lv 

I1=E1/R1 

E2=B2Lv   

I2=E2/R2  

T1– m2gsinθ–B2I2L =0 

解得v=10m/s

設(shè)兩金屬棒產(chǎn)生的焦耳熱之和為Q，由能量守恆

 

解得Q = 90 J   


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，a、b是真空中兩個(gè)帶等量正電的點(diǎn)電荷，A、B兩點(diǎn)在兩電荷連線上且關(guān)于兩電荷連線的中垂線對(duì)稱，O為中點(diǎn)�，F(xiàn)將一負(fù)點(diǎn)電荷q由A點(diǎn)沿ab連線移到B點(diǎn)，下列說法中正確的是 （ ）

（A）A點(diǎn)電勢(shì)高于O點(diǎn)電勢(shì)

（B）A點(diǎn)電勢(shì)高于B點(diǎn)電勢(shì)

（C）電荷q移動(dòng)過程中，電勢(shì)能一直減少

（D）電荷q移動(dòng)過程中，電場(chǎng)力先做正功后做負(fù)功

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖所示，小圓盤。水平固定，帶電量為+Q，從盤心O處釋放一個(gè)帶電量為+q、質(zhì)量為m的小球，由于電場(chǎng)力的作用，小球豎直上升的高度可達(dá)盤中心豎直線上的c點(diǎn)， Oc=h1，又知過豎直線b點(diǎn)時(shí)小球的速度最大，Ob=h2，重力加速度為g，規(guī)定圓盤的電勢(shì)為零。由此可確定

A. b點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小為

B. c點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小為

C. b點(diǎn)的電勢(shì)為

D. c點(diǎn)的電勢(shì)為

 

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科目：高中物理 來源： 題型：


某同學(xué)要測(cè)量額定電壓為3V的某圓柱體電阻R的電阻率。

 (1)用游標(biāo)卡尺和螺旋測(cè)微器分別測(cè)量其長(zhǎng)度和直徑，如圖所示，則其長(zhǎng)度L=     mm，直徑d=         mm。

(2)為精確測(cè)量R的阻值，該同學(xué)先用如圖所示的指針式多用電表粗測(cè)其電阻。他將紅黑表筆分別插入“+”、“—”插孔中，將選擇開關(guān)置于“×l”檔位置，然后將紅、黑表筆短接調(diào)零，此后測(cè)阻值時(shí)發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度較小，如圖甲所示。試問：

①為減小讀數(shù)誤差，該同學(xué)應(yīng)將選擇開關(guān)置于“      ”檔位置。

②再將紅、黑表筆短接，此時(shí)發(fā)現(xiàn)指針并未指到右邊的“”處，如圖乙所示，那么他該調(diào)節(jié)      直至指針指在“”處再繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果看到指針指在如圖丙所示位置。

③現(xiàn)要進(jìn)一步精確測(cè)量其阻值，實(shí)驗(yàn)室提供了下列可選用的器材：

A．靈敏電流計(jì)G(量程200A，內(nèi)阻300)

B．電流表(量程3A，內(nèi)阻約0．3)

C．電壓表(量程3V，內(nèi)阻約3k)

D．電壓表量程l5V，內(nèi)阻約5k)

E．滑動(dòng)變阻器R1(最大阻值為10)

F．最大阻值為99．99的電阻箱R2

以及電源E(電動(dòng)勢(shì)4V，內(nèi)阻可忽略)、電鍵、導(dǎo)線若干

為了提高測(cè)量精確度并且使電阻R兩端電壓調(diào)節(jié)范圍盡可能大，除電源、電鍵、導(dǎo)線以外還應(yīng)選擇的最恰當(dāng)器材(只需填器材前面的字母)有       。請(qǐng)?jiān)谙旅娴姆娇蛑挟嫵瞿阍O(shè)計(jì)的電路圖。

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖所示，在xOy平面內(nèi)存在均勻、大小隨時(shí)間周期性變化的磁場(chǎng)和電場(chǎng)，變化規(guī)律分別如圖乙、丙所示（規(guī)定垂直紙面向里為磁感應(yīng)強(qiáng)度的正方向、沿y軸正方向電場(chǎng)強(qiáng)度為正）。在t=0時(shí)刻由原點(diǎn)O發(fā)射初速度大小為vo，方向沿y軸正方向的帶負(fù)電粒子。已知v0、t0、B0，粒子的比荷為，不計(jì)粒子的重力。求：

（1） t= t0時(shí)，求粒子的位置坐標(biāo)；

（2）若t=5t0時(shí)粒子回到原點(diǎn)，求0～5to時(shí)間內(nèi)粒子距x軸的最大距離；

（3）若粒子能夠回到原點(diǎn)，求滿足條件的所有E。，值。

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖所示，用靜電計(jì)測(cè)量已經(jīng)充電的平行板電容器兩極板間的電勢(shì)差U，靜電計(jì)指針張開某一角度，若在電容器兩極間插入有機(jī)玻璃板，則

A．U不變，不變 B．U增大，增大

C．電容器電容增大， 變小 D．電容器電容減小， 變大

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖所示的“碰撞球”實(shí)驗(yàn)裝置中，n個(gè)小球都用長(zhǎng)為L(zhǎng)的細(xì)線懸掛起來，處在同一水平高度且并排在一條直線上，相鄰兩球的間隙很小。已知各小球間的質(zhì)量關(guān)系為，各小球間的碰撞無機(jī)械能損失，重力加速度為g，初始時(shí)，將左邊的小球1向左拉離60O角后由靜止釋放．試求：

（1）小球1碰撞小球2之前的速度的大��；

（2）在1、2兩球碰撞后的瞬間，小球2的速度的大小；

（3）若在相鄰兩個(gè)小球都完成一次碰撞后，小球n可在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)并能通過其正上方的最高點(diǎn)，n的取值至少為多大？

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖甲，光滑的水平面上有三個(gè)滑塊、、；、的質(zhì)量均等于1kg；、被一根輕質(zhì)彈簧連接在一起，處于靜止?fàn)顟B(tài)；在t=0時(shí)，滑塊突然以水平向右的速度與正碰，并瞬間粘合成一個(gè)物體(記為)；此后運(yùn)動(dòng)過程中彈簧始終處于彈性限度內(nèi)，的速度隨時(shí)間做周期性變化，如圖乙。則：

⑴ 求滑塊的初速度大小以及、正碰中損失的機(jī)械能；

⑵ 求滑塊的質(zhì)量；

⑶ 當(dāng)滑塊的速度變?yōu)?sub>瞬間，突然向左猛擊一下它，使之突變?yōu)?sub>，求此后彈簧彈性勢(shì)能最大值的表達(dá)式，并討論取何值時(shí)，的最大值。

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖所示，在傾角為的光滑固定斜面上，有兩個(gè)質(zhì)量均為的小球、，它們用勁度系數(shù)為的輕彈簧連接，現(xiàn)對(duì)施加一水平向右的恒力，使、均靜止在斜面上，此時(shí)彈簧的長(zhǎng)度為，下列說法正確的是

A.彈簧的原長(zhǎng)為 

B.水平恒力大小為

C.撤掉恒力的瞬間小球A的加速度為

D.撤掉恒力的瞬間小球B的加速度為

 


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