如圖，POQ是折成60°角的固定于豎直平面內(nèi)的光滑金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌關(guān)于豎直軸線對稱，OP＝OQ＝L．整個裝置處在垂直導(dǎo)軌平面向里的足夠大的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間變化規(guī)律為B＝B0－kt(其中k為大于0的常數(shù))．一質(zhì)量為m、長為L、電阻為R、粗細(xì)均勻的導(dǎo)體棒鎖定于OP、OQ的中點(diǎn)a、b位置．當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度變?yōu)?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic5/tikupic/16/c/13dy73.png" style="vertical-align:middle;" />B0后保持不變，同時將導(dǎo)體棒解除鎖定，導(dǎo)體棒向下運(yùn)動，離開導(dǎo)軌時的速度為v．導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌始終保持良好接觸，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，重力加速度為g．求導(dǎo)體棒：

⑴解除鎖定前回路中電流的大小及方向；
⑵滑到導(dǎo)軌末端時的加速度大小；
⑶運(yùn)動過程中產(chǎn)生的焦耳熱．

⑴，順時針方向或b→a；⑵g－；⑶

解析試題分析：⑴導(dǎo)體棒被鎖定前，閉合回路的面積不變，＝k
由法拉第電磁感應(yīng)定律知：E＝＝＝
由閉合電路歐姆定律知：I＝＝
由楞次定律知，感應(yīng)電流的方向：順時針方向或b→a
⑵導(dǎo)體棒剛離開導(dǎo)軌時受力如圖所示

根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有：E＝
根據(jù)閉合電路歐姆定律知：I＝
根據(jù)安培力公式有：F＝
解得：F＝
由牛頓第二定律知：mg－F＝ma
解得：a＝g－
⑶由能量守恒知：mgh＝＋Q
由幾何關(guān)系有：h＝
解得：Q＝－
考點(diǎn)：本題主要考查了牛頓第二定律、閉合電路歐姆定律、法拉第電磁感應(yīng)定律、能量守恒定律的應(yīng)用問題，屬于中檔題。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

如圖所示，絕緣光滑水平軌道AB的B端與處于豎直平面內(nèi)的四分之一圓弧形粗糙絕緣軌道BC平滑連接．圓弧的半徑R＝0.40 m. 在軌道所在空間存在水平向右的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度E＝1.0×104 N/C.現(xiàn)有一質(zhì)量m＝0.10 kg的帶電體(可視為質(zhì)點(diǎn))放在水平軌道上與B端距離s＝1.0 m的位置，由于受到電場力的作用帶電體由靜止開始運(yùn)動，當(dāng)運(yùn)動到圓弧形軌道的C端時，速度恰好為零．已知帶電體所帶電荷量q＝8.0×10－5C，取g＝10 m/s2，求：

(1)帶電體在水平軌道上運(yùn)動的加速度大小及運(yùn)動到B端時的速度大小；
(2)帶電體運(yùn)動到圓弧形軌道的B端時對圓弧軌道的壓力大�。�
(3)帶電體沿圓弧形軌道從B端運(yùn)動到C端的過程中，摩擦力做的功．

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

（20分）如圖所示，在光滑的水平面上有一質(zhì)量為m=1kg的足夠長的木板C，在C上放置有A、B兩物體，A的質(zhì)量mA=1kg，B的質(zhì)量為mB=2kg．A、B之間鎖定一被壓縮了的輕彈簧，彈簧儲存的彈性勢能Ep=3J，現(xiàn)突然給A、B一瞬時沖量作用，使A、B同時獲得v0=2m/s的初速度，且同時彈簧由于受到擾動而解除鎖定，并在極短的時間內(nèi)恢復(fù)原長，之后與A、B分離．已知A和C之間的摩擦因數(shù)為μ1=0.2，B、C之間的動摩擦因數(shù)為μ2=0.1，且滑動摩擦力略小于最大靜摩擦力．求：

（1）彈簧與A、B分離的瞬間，A、B的速度分別是多大？
（2）已知在C第一次碰到右邊的固定擋板之前，A、B和C已經(jīng)達(dá)到了共同速度，求在到達(dá)共同速度之前A、B、C的加速度分別是多大及該過程中產(chǎn)生的內(nèi)能為多少？
（3）已知C與擋板的碰撞的碰撞無機(jī)械能損失，求在第一次碰撞后到第二次碰撞前A在C上滑行的距離？

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

(19分)如圖甲所示，表面絕緣、傾角q=30°的斜面固定在水平地面上，斜面的頂端固定有彈性擋板，擋板垂直于斜面，并與斜面底邊平行。斜面所在空間有一寬度D=0.40m的勻強(qiáng)磁場區(qū)域，其邊界與斜面底邊平行，磁場方向垂直斜面向上，磁場上邊界到擋板的距離s=0.55m。一個質(zhì)量m=0.10kg、總電阻R=0.25W的單匝矩形閉合金屬框abcd，放在斜面的底端，其中ab邊與斜面底邊重合，ab邊長L=0.50m。從t=0時刻開始，線框在垂直cd邊沿斜面向上大小恒定的拉力作用下，從靜止開始運(yùn)動，當(dāng)線框的ab邊離開磁場區(qū)域時撤去拉力，線框繼續(xù)向上運(yùn)動，并與擋板發(fā)生碰撞，碰撞過程的時間可忽略不計(jì)，且沒有機(jī)械能損失。線框向上運(yùn)動過程中速度與時間的關(guān)系如圖乙所示。已知線框在整個運(yùn)動過程中始終未脫離斜面，且保持ab邊與斜面底邊平行，線框與斜面之間的動摩擦因數(shù)m=/3，重力加速度g取10 m/s2。

(1)求線框受到的拉力F的大��；
(2)求勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大��；
(3)已知線框向下運(yùn)動通過磁場區(qū)域過程中的速度v隨位移x的變化規(guī)律滿足v＝v0-(式中v0為線框向下運(yùn)動ab邊剛進(jìn)入磁場時的速度大小，x為線框ab邊進(jìn)入磁場后對磁場上邊界的位移大小)，求線框在斜面上運(yùn)動的整個過程中產(chǎn)生的焦耳熱Q。

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

如圖所示，水平地面上有一個靜止的直角三角滑塊P，頂點(diǎn)A到地面的距離h=1.8m，水平地面上D處有一固定障礙物，滑塊的C端到D的距離L=6．4m。在其頂點(diǎn)么處放一個小物塊Q，不粘連，最初系統(tǒng)靜止不動�，F(xiàn)在滑塊左端施加水平向右的推力F=35N，使二者相對靜止一起向右運(yùn)動，當(dāng)C端撞到障礙物時立即撤去力F，且滑塊P立即以原速率反彈，小物塊Q最終落在地面上�；瑝KP的質(zhì)量M=4．0kg，小物塊Q的質(zhì)量m=1．0kg，P與地面間的動摩擦因數(shù)。（取g=10m／s2）求：

（1）小物塊Q落地前瞬間的速度；
（2）小物塊Q落地時到滑塊P的B端的距離。

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

如圖所示，高臺的上面有一豎直的圓弧形光滑軌道，半徑R=m，軌道端點(diǎn)B的切線水平。質(zhì)量M="5" kg的金屬滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn))由軌道頂端A由靜止釋放，離開B點(diǎn)后經(jīng)時間t="1" s撞擊在斜面上的P點(diǎn)。已知斜面的傾角=37o，斜面底端C與B點(diǎn)的水平距離x0="3" m。g取10 m/s2，sin37o =0．6，cos37o =0．8，不計(jì)空氣阻力。

⑴求金屬滑塊M運(yùn)動至B點(diǎn)時對軌道的壓力大小
⑵若金屬滑塊M離開B點(diǎn)時，位于斜面底端C點(diǎn)、質(zhì)量m="1" kg的另一滑塊，在沿斜面向上的恒定拉力F作用下由靜止開始向上加速運(yùn)動，恰好在P點(diǎn)被M擊中。已知滑塊m與斜面間動摩擦因數(shù)0.25，求拉力F大小
⑶滑塊m與滑塊M碰撞時間忽略不計(jì)，碰后立即撤去拉力F，此時滑塊m速度變?yōu)? m/s，仍沿斜面向上運(yùn)動，為了防止二次碰撞，迅速接住并移走反彈的滑塊M，求滑塊m此后在斜面上運(yùn)動的時間

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

（20分）如圖所示，平行金屬導(dǎo)軌PQ、MN相距d=2m，導(dǎo)軌平面與水平面夾角a= 30°，導(dǎo)軌上端接一個R=6的電阻，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T的勻強(qiáng)磁場垂直導(dǎo)軌平面向上。一根質(zhì)量為m=0.2kg、電阻r=4的金屬棒ef垂直導(dǎo)軌PQ、MN靜止放置，距離導(dǎo)軌底端xl=3.2m。另一根絕緣塑料棒gh與金屬棒ef平行放置，絕緣塑料棒gh從導(dǎo)軌底端以初速度v0=l0m/s沿導(dǎo)軌上滑并與金屬棒正碰（碰撞時間極短），磁后絕緣塑料棒gh沿導(dǎo)軌下滑，金屬棒ef沿導(dǎo)軌上滑x2=0.5m后停下，在此過程中電阻R上產(chǎn)生的電熱為Q=0.36J。已知兩棒與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)均為。求
（1）絕緣塑料棒gh與金屬棒ef碰撞前瞬間，絕緣塑料棒的速率；
（2）碰撞后金屬棒ef向上運(yùn)動過程中的最大加速度；
（3）金屬棒ef向上運(yùn)動過程中通過電阻R的電荷量。

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

質(zhì)量為5kg的物體放置在粗糙的水平桌面上，與桌面間的動摩擦因數(shù)為0.2。（g＝10m/s2）
⑴如果給它一個水平向右的初速度，求它沿桌面滑行的加速度大小與方向。

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

（12分）如圖所示是一個模擬風(fēng)洞中的實(shí)驗(yàn)，空氣壓縮機(jī)在風(fēng)洞可形成豎直向上的均勻氣流。將一質(zhì)量m=2kg的圓球套在與水平面成37°角的細(xì)直桿上，直桿固定不動，球內(nèi)壁與桿間動摩擦因數(shù)μ=0.5，將此裝置置于風(fēng)洞中，氣流可對球施加豎直向上的恒力F，某時刻由靜止釋放小球，經(jīng)t=1s，小球通過的位移為S=0.5m．取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。

（1）求小球運(yùn)動的加速度大�。�
（2）求恒力F的大��；
（3）求運(yùn)動1s內(nèi)，小球機(jī)械能的變化量ΔE；

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同步練習(xí)冊答案