【題目】如圖所示，平行光滑金屬導軌由水平部分和傾斜部分組成，且二者平滑連接。導軌水平部分MN的右側(cè)區(qū)域內(nèi)存在方向豎直向上的勻強磁場，磁感應強度大小為B=0.4T。在距離磁場左邊界線MN為d=0.8m處垂直導軌放置一個導體棒a，在傾斜導軌高h=0.2m處垂直于導軌放置導體棒b。將b棒由靜止釋放，最終導體棒a和b速度保持穩(wěn)定。已知軌道間距L=0.5m，兩導體棒質(zhì)量均為m=0.1kg，電阻均為R=0.1Ω，g=10m/s2，不計導軌電阻，導體棒在運動過程中始終垂直于導軌且接觸良好，忽略磁場邊界效應。求：

（1）導體棒剛過邊界線MN時導體棒a的加速度大小；

（2）從初始位置開始到兩棒速度穩(wěn)定的過程中，感應電流在導體棒a中產(chǎn)生的熱量；

（3）兩棒速度穩(wěn)定后二者之間的距離。

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

(1)設(shè)導體棒b滑到邊界線MN的速度大小為v0，在其到達水平軌道過程中機械能守恒，則有

導體棒b通過邊界線MN時，發(fā)生電磁感應現(xiàn)象，導體棒a受到安培力作用而產(chǎn)生加速度即將開始運動，由電磁感應現(xiàn)象和牛頓第二定律可得

解得

(2)當導體棒b進入磁場后，a、b棒組成系統(tǒng)在水平方向合力為零，系統(tǒng)滿足動量守恒和能量守恒。當導體棒速度穩(wěn)定時，兩者做速度相等的勻速運動

解得

(3)設(shè)兩棒速度穩(wěn)定后兩棒之間的距離為l，從b棒進入磁場到二者共速的過程中，對導體棒a由動量定理可得

而

聯(lián)立以上各式可得

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在光滑的水平地面上，質(zhì)量為1.75kg的木板右端固定一光滑四分之一圓弧槽，木板長2.5m，圓弧槽半徑為0.4m，木板左端靜置一個質(zhì)量為0.25kg的小物塊B，小物塊與木板之間的動摩擦因數(shù)=0.8。在木板的左端正上方，用長為1m的不可伸長的輕繩將質(zhì)量為1kg的小球A懸于固定點O�，F(xiàn)將小球A拉至左上方，輕繩處于伸直狀態(tài)且與水平方向成=30°角，小球由靜止釋放，到達O點的正下方時與物塊B發(fā)生彈性正碰。不計圓弧槽質(zhì)量及空氣阻力，重力加速度g取10m/s2。求：

(1)小球A與物塊B碰前瞬間，小球A的速度大��；

(2)物塊B上升的最大高度；

(3)物塊B與木板摩擦產(chǎn)生的總熱量。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】要描繪一個規(guī)格為“3V，1.5W”的小燈泡的伏安特性曲線，實驗室準備了以下器材：

①直流電源（電動勢E=3V，內(nèi)阻不計）

②電流表A1（量程3A，電阻約1）

③電流表A2（量程600mA，電阻約0.01）

④電壓表V（量程15V，電阻約1000）

⑤表頭G（量程10mA，內(nèi)阻10）

⑥滑動變阻器R1（0~2500，最大電流2A）

⑦滑動變阻器R2（0~5，最大電流0.8A）

⑧定值電阻R=290

⑨開關(guān)K及導線若干

(1)為了盡可能的減小實驗誤差而完成此實驗，實驗時應選的實驗器材有：__________（填寫儀器前面的序號）；

(2)根據(jù)所選的器材在框中設(shè)計最合理的實驗電路圖__________；

(3)某同學通過合理的實驗電路圖得到了6組燈泡兩端電壓和流過燈泡電流的數(shù)據(jù)如下表：

1

2

3

4

5

6

電壓（單位：伏）

0.00

0.60

1.20

1.80

2.40

3.00

電流（單位：毫安）

0

180

301

398

450

498

由表格數(shù)據(jù)畫小燈泡的圖像__________；

(4)將此小燈泡與電動勢為1.5V、內(nèi)阻為1的電源串接，小燈泡的實際工作功率為__________W（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】如圖所示為一個傾角為的粗糙固定斜面體，一個輕質(zhì)彈簧上端固定在斜面體頂端，下端連接一個質(zhì)量為m的物塊，彈簧的方向與斜面平行，且物塊在B點時彈簧處于原長狀態(tài)�，F(xiàn)將物塊移到A點，給其一個沿斜面向上的初速度，物塊剛好能向上運動到C點，AB=BC=L，已知重力加速度為g。已知彈簧的勁度系數(shù)，則物塊從A點運動到C點的過程中（　�。�

A.物塊運動到B點時速度最大

B.物塊機械能的損失量為（1-2sin）mgL

C.物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為

D.物塊在C點時的加速度最大，最大加速度為g

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】王強與張華在做“測干電池組的電動勢E和內(nèi)阻r”的實驗時，實驗室配備的實驗器材如下：

A．兩節(jié)干電池串聯(lián)成的待測電池組；

B．電壓表V（0～3V，內(nèi)阻RV約3kΩ）；

C．電流表A（0～3mA，內(nèi)阻RA=30Ω）；

D．滑動變阻器R（0～10kΩ，5mA）；

E．定值電阻R1（10Ω、2A）；

F．定值電阻R2（100Ω、1A）；

G．定值電阻R3（1kΩ、0.1A）

H．電鍵1個，導線若干。

王強、張華根據(jù)配備的實驗器材，分別設(shè)計的實驗電路圖如圖甲、圖乙所示。他倆經(jīng)過交流討論后共同認為采用圖乙所示的電路進行實驗較為理想。于是，他倆按圖乙所示的電路圖連接電路，閉合電鍵后改變滑動變阻器R的值并讀出多組對應的電壓表、電流表的示數(shù)U和I，最后畫出了U-I圖線，如圖丙所示。

（1）王強、張華認為采用圖乙所示的電路進行實驗較為理想的原因是____________。

（2）定值電阻R0應選____________（選填所給儀器前面的字母序號）。

（3）待測電池組的電動勢E=____________V，內(nèi)阻r=____________Ω（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】如圖所示為質(zhì)點做勻變速曲線運動軌跡的示意圖，且質(zhì)點運動到D點時速度方向與加速度方向恰好互相垂直，則質(zhì)點從A點運動到E點的過程中，下列說法中正確的是（　�。�

A.質(zhì)點經(jīng)過C點的速率比D點的大

B.質(zhì)點經(jīng)過A點時的加速度方向與速度方向的夾角小于90°

C.質(zhì)點經(jīng)過D點時的加速度比B點的大

D.質(zhì)點從B到E的過程中加速度方向與速度方向的夾角先增大后減小

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某同學在實驗室完成了下列測量：

(1)用20分度的游標卡尺測量某物體的長度，如圖所示，由圖可知其長度為________mm

(2)用螺旋測微器測量某圓柱體的直徑，如圖乙所示，由圖可知其直徑為__________mm

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，航天器和衛(wèi)星分別在同一平面內(nèi)的1、2軌道上繞地球做勻速圓周運動，其半徑分別為r、2r，速率分別為v1和v2。航天器運動到A點時突然加速到v3后沿曲線運動，其軌跡與軌道2交于B點，經(jīng)過B點時速率和加速度分別為v4和a1，衛(wèi)星通過B點時加速度為a2。已知地球的質(zhì)量為M，質(zhì)量為m的物體離地球中心距離為r時，系統(tǒng)的引力勢能為（取物體離地球無窮遠處引力勢能為零），物體沿AB曲線運動時機械能為零。則下列說法正確的是（　�。�

A.

B.

C.

D.若航天器質(zhì)量為m0，由A點運動到B點的過程中地球?qū)λ囊ψ龉?/span>

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】“太空粒子探測器”是由加速、偏轉(zhuǎn)和收集三部分組成，其原理可簡化為如圖所示，輻射狀的加速電場區(qū)域I邊界為兩個同心平行扇形弧面，為圓心，圓心角θ為120°，外圓弧面AB的電勢為，內(nèi)圓弧面CD的電勢為，M為外圓弧的中點。在緊靠右側(cè)有一圓形勻強磁場區(qū)域Ⅱ，圓心為，半徑為L，磁場方向垂直于紙面向外，磁感應強度的大小未知。在磁場區(qū)域下方相距L處有一足夠長的收集板PNQ。已知M和PNQ為兩條平行線，且與N連線垂直。假設(shè)太空中漂浮著質(zhì)量為m，電量為q的帶正電粒子，它們能均勻地吸附到AB弧面上，經(jīng)電場從靜止開始加速，然后從進入磁場，并最終到達PNQ板被收集，不計粒子間的相互作用和其他星球?qū)αＷ右Φ挠绊憽Ｒ阎獜?/span>M點出發(fā)的粒子恰能到達N點，問：

（1）粒了經(jīng)電場加速后，進入磁場時的速度v的大小?

（2）勻強磁場的磁感應強度B的大小?

（3）假設(shè)所有粒子從AB弧面同時出發(fā)，則最后到達收集板的是哪一點出發(fā)的粒子? 求出該粒子從至收集板的時間。

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