【題目】如圖所示，兩根平行的光滑金屬導(dǎo)軌MN、PQ放在水平面上，左端向上彎曲，導(dǎo)軌間距為L，電阻不計(jì)。水平段導(dǎo)軌所處空間存在方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。導(dǎo)體棒a與b的質(zhì)量均為m，電阻值分別為Ra=R，Rb=2R。b棒放置在水平導(dǎo)軌上足夠遠(yuǎn)處，a棒在弧形導(dǎo)軌上距水平面h高度處由靜止釋放。運(yùn)動過程中導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好且始終與導(dǎo)軌垂直，重力加速度為g。

（1）求a棒剛進(jìn)入磁場時(shí)受到的安培力的大小和方向；

（2）求最終穩(wěn)定時(shí)兩棒的速度大�。�

（3）從a棒開始下落到最終穩(wěn)定的過程中，求b棒上產(chǎn)生的內(nèi)能。

【答案】（1） 方向水平向左；（2）（3）。

【解析】

試題分析：（1）設(shè)a棒剛進(jìn)入磁場時(shí)的速度為v，從開始下落到進(jìn)入磁場

根據(jù)機(jī)械能守恒定律 （1分）

a棒切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢E = BLv （1分）

根據(jù)閉合電路歐姆定律 （1分）

a棒受到的安培力F = BIL（1分）

聯(lián)立以上各式解得 方向水平向左（1分）

（注：或方向與速度方向相反。若方向錯或沒答方向均扣1分）

（2）設(shè)兩棒最后穩(wěn)定時(shí)的速度為v ′，

從a棒開始下落到兩棒速度達(dá)到穩(wěn)定，它們之間存在相互作用力，根據(jù)水平方向的動量守恒得

mv = 2m v ′（2分）

解得（1分）

（3）設(shè)a棒產(chǎn)生的內(nèi)能為Ea ，b棒產(chǎn)生的內(nèi)能為Eb

根據(jù)能量守恒定律 （1分）

兩棒串聯(lián)內(nèi)能與電阻成正比 Eb = 2Ea（1分）

解得（1分）

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】一足夠長傳送帶與水平面的夾角為θ，物塊a通過平行于傳送帶的輕繩跨過光滑輕滑輪與物塊b相連，如圖所示．開始時(shí)，a、b及傳送帶均靜止，且mb>masinθ.現(xiàn)使傳送帶順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動，則運(yùn)動(物塊未與滑輪相碰)過程中

A. 一段時(shí)間后物塊a可能勻速運(yùn)動

B. 一段時(shí)間后，摩擦力對物塊a可能做負(fù)功

C. 開始的一段時(shí)間內(nèi)，重力對a做功的功率大于重力對b做功的功率

D. 摩擦力對a、b組成的系統(tǒng)做的功等于a、b機(jī)械能的增量

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】質(zhì)量為m的小球由輕繩a和b分別系于一輕質(zhì)細(xì)桿的A點(diǎn)和B點(diǎn)，如圖，繩a與水平方向成θ角，繩b在水平方向且長為l，當(dāng)輕桿繞軸AB以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動時(shí)，小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動，則下列說法正確的是(　 　)

A. b繩拉力不可能為零

B. a繩的拉力隨角速度的增大而增大

C. 當(dāng)角速度，b繩將出現(xiàn)拉力

D. 若b繩突然被剪斷，則a繩的拉力一定發(fā)生變化

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，質(zhì)量為M足夠長的斜面體始終靜止在水平地面上，有一個(gè)質(zhì)量為m的小物塊在受到沿斜面向下的力F的作用下，沿斜面勻加速下滑，此過程中斜面體與地面的摩擦力為零。已知重力加速度為g，則下列說法正確的是 ( )

A. 斜面體對地面的壓力大小小于(m+M)g

B. 斜面體給小物塊的作用力大小小于mg

C. 若將力F撤掉，小物塊將勻速下滑

D. 若將力F的方向突然改為豎直向下，小物塊仍做加速運(yùn)動

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)可以采用如圖的甲或乙方案來進(jìn)行。

(1)比較這兩種方案,_____(選填“甲”或“乙”)方案好些。

(2)下圖是某種方案得到的一條紙帶,測得每兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間距離如圖,已知每兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔T=0.1s,物體運(yùn)動的加速度a=____m/s2(保留3位有效數(shù)字);該紙帶是采用____(選填“甲”或“乙”)實(shí)驗(yàn)方案得到的。

(3)如圖是采用甲方案時(shí)得到的一條紙帶,在計(jì)算圖中N點(diǎn)速度時(shí),幾位同學(xué)分別用下列不同的方法進(jìn)行,其中正確的是（____）

A.vN=gnT B. vN=g(n-1)T C. D.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】物理學(xué)家通過對實(shí)驗(yàn)的深入觀察和研究，獲得正確的科學(xué)認(rèn)知，推動物理學(xué)的發(fā)展，下列說法符合事實(shí)的是（ ）

A. 庫侖通過一系列實(shí)驗(yàn)證實(shí)了麥克斯韋關(guān)于光的電磁理論

B. 查德威克用α粒子轟擊獲得反沖核，發(fā)現(xiàn)了中子

C. 貝克勒爾發(fā)現(xiàn)的天然放射性向下，說明原子核有復(fù)雜結(jié)構(gòu)

D. 波爾利用氫原子能級量子化解釋了氫原子光譜，從而創(chuàng)建了量子力學(xué)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖所示的裝置探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系，將連接滑塊的細(xì)繩、力傳感器和動滑輪之前的細(xì)繩、定滑輪和動滑輪之間的細(xì)繩均調(diào)為水平，通過調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌下的螺母使氣墊導(dǎo)軌水平，打開氣源，將滑塊由靜止釋放，用刻度尺量出兩光電門之間的距離和滑塊的寬度，并記錄滑塊經(jīng)過兩光電門的時(shí)間。

根據(jù)以上的操作回答下列問題：

(1)本實(shí)驗(yàn)中鉤碼的質(zhì)量________(填“需要”或“不需要”)遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量。

(2)在探究加速度與外力的關(guān)系時(shí)，傳感器的示數(shù)記為F，通過運(yùn)動學(xué)公式計(jì)算出滑塊的加速度a，改變鉤碼的質(zhì)量，依次記錄傳感器的示數(shù)并求出所對應(yīng)的加速度大小，則下列四個(gè)a-F圖像中能正確反映加速度a與傳感器的示數(shù)F之間規(guī)律的是________。

(3)已知第(2)問中正確圖像中的直線部分的斜率大小為k，則該滑塊的質(zhì)量為__________。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在月球橢圓軌道上，已關(guān)閉動力的探月衛(wèi)星在月球引力作用下向月球靠近，并將在B處變軌進(jìn)入半徑為 r、周期為T的環(huán)月軌道運(yùn)行，已知萬有引力常量為G。下列說法中正確的是

A. 在橢圓軌道上，月球?qū)μ皆滦l(wèi)星的引力不做功

B. 由題中條件可以B算出探月衛(wèi)星所受到的月球引力

C. 由題中條件可以算出月球的質(zhì)量

D. 探月衛(wèi)星在B處變軌進(jìn)入環(huán)月軌道時(shí)必須點(diǎn)火減速

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】改變汽車的質(zhì)量和速度，都能使汽車的動能發(fā)生變化，在下面幾種情況中，汽車的動能是原來的2倍的是（ ）

A. 質(zhì)量不變，速度變?yōu)樵瓉淼?/span>2倍

B. 質(zhì)量和速度都變?yōu)樵瓉淼?/span>2倍

C. 質(zhì)量減半，速度變?yōu)樵瓉淼?/span>2倍

D. 質(zhì)量變?yōu)樵瓉?/span>2倍，速度減半

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