【題目】如圖所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直向上的勻強(qiáng)磁場中，有一上、下兩層均與水平面平行的“U”型光滑金屬導(dǎo)軌，在導(dǎo)軌面上各放一根完全相同的質(zhì)量為m的勻質(zhì)金屬桿A1和A2，開始時兩根金屬桿位于同一豎起面內(nèi)且桿與軌道垂直．設(shè)兩導(dǎo)軌面相距為H，導(dǎo)軌寬為L，導(dǎo)軌足夠長且電阻不計，金屬桿單位長度的電阻為r．現(xiàn)有一質(zhì)量為 m2的不帶電小球以水平向右的速度 撞擊桿A1的中點(diǎn)，撞擊后小球反彈后做平拋運(yùn)動落到下層面上的C點(diǎn)．C點(diǎn)與桿A1初始位置的水平距離為S．求：

（1）回路內(nèi)感應(yīng)電流的最大值；

（2）當(dāng)桿A2與桿A1的速度比為1：3時，A2受到的安培力大�。�

（3）整個運(yùn)動過程中感應(yīng)電流最多產(chǎn)生了多少熱量；

【答案】（1） ；（2） ；（3）

【解析】設(shè)撞擊后小球反彈的速度為，金屬桿的速度為，根據(jù)動量守恒定律， ，①

根據(jù)平拋運(yùn)動的分解，有

由以上2式解得②

②代入①得③

回路內(nèi)感應(yīng)電動勢的最大值為，電阻為，

所以回路內(nèi)感應(yīng)電流的最大值為．④

（2）設(shè)金屬桿、速度大小分別為，根據(jù)動量守恒定律， ，又，所以．

金屬桿速度方向都向右，根據(jù)右手定則判斷產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢在回路中方向相反，

所以感應(yīng)電動勢為，電流為，安培力為，
所以受到的安培力大小為．

（3）因?yàn)樵诎才嗔Φ淖饔孟拢饘贄U做減速運(yùn)動，金屬桿做加速運(yùn)動，當(dāng)兩桿速度大小相等時，回路內(nèi)感應(yīng)電流為0，根據(jù)能量守恒定律， ⑤
其中v是兩桿速度大小相等時的速度，根據(jù)動量守恒定律， ，

所以，代入⑤式得⑥

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】地球相當(dāng)于一個大磁體，磁體的南極在地理的______附近，磁體的北極在地理的______附近。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】下列來說法符合物理史實(shí)的是( )

A. 天文學(xué)家第谷通過艱苦的觀測，總結(jié)出行星運(yùn)動三大定律

B. 開普勒進(jìn)行“月—地檢驗(yàn)”，并總結(jié)出了天上、地上物體所受的引力遵從相同的規(guī)律

C. 布魯諾在他的畢生著作《天體運(yùn)行論》中第一次提出了“日心說”的觀點(diǎn)

D. 卡文迪許通過扭秤實(shí)驗(yàn)測定了引力常量G，也直接檢驗(yàn)了萬有引力定律的正確性

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】把一個帶電量為+q的檢驗(yàn)電荷放在電場中的P點(diǎn)，測得P點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小為E，場強(qiáng)的方向向東，有關(guān)P點(diǎn)的場強(qiáng)的說法，正確的是( )

A. 若把-q的檢驗(yàn)電荷放在P，則測得P點(diǎn)的場強(qiáng)大小仍為E，方向向西

B. 若把電量為+2q的點(diǎn)電荷放在P點(diǎn)，則測得P點(diǎn)的場強(qiáng)大小為2E，方向向東

C. 若在P點(diǎn)不放電荷，那么P點(diǎn)的場強(qiáng)為零

D. 只要P點(diǎn)在電場中的位置確定，它的場強(qiáng)應(yīng)是一個確定值

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，兩個質(zhì)量相同的物體A和B，在同一高度處，A物體自由落下，B物體沿光滑斜面下滑，則它們到達(dá)地面時（斜面固定，空氣阻力不計）（　 �。�

A. 速率相同，動能相同

B. B物體的速率大，動能也大

C. A、B兩物體在運(yùn)動過程中機(jī)械能都守恒

D. B物體重力所做的功比A物體重力所做的功多

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，一閉合的小金屬環(huán)用一根絕緣細(xì)桿掛在固定點(diǎn)O處，使金屬環(huán)在豎直線OO'的兩側(cè)來回擺動的過程中穿過水平方向的勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁感線的方向和水平面垂直．若懸點(diǎn)摩擦和空氣阻力不計，且擺動過程中金屬環(huán)不翻轉(zhuǎn)，則（　�。�

A. 金屬環(huán)每次進(jìn)入和離開磁場區(qū)域都有感應(yīng)電流，而且感應(yīng)電流的方向相反

B. 金屬環(huán)進(jìn)入磁場區(qū)域后越靠近OO′線時速度越大，而且產(chǎn)生的應(yīng)電流越大

C. 金屬環(huán)開始擺動后，擺角會越來越小，擺角小到某一值后不再減小

D. 金屬環(huán)在擺動過程中，機(jī)械能將全部轉(zhuǎn)化為金屬環(huán)中的電能

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】回旋加速器是加速帶電粒子的裝置，其主體部分是兩個D形金屬盒．兩金屬盒處在垂直于盒底的勻強(qiáng)磁場中，a、b分別與高頻交流電源兩極相連接，下列說法正確的是（　　）

A. 離子從磁場中獲得能量

B. 離子從電場中獲得能量

C. 帶電粒子的運(yùn)動周期是變化的

D. 增大金屬盒的半徑可使粒子射出時的動能增加

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，有兩根長為L、質(zhì)量為m的細(xì)導(dǎo)體棒a、b，a被水平放置在傾角為45°的光滑斜面上，b被水平固定在與a在同一水平面的另一位置，且a、b平行，它們之間的距離為x，當(dāng)兩細(xì)棒中均通以電流強(qiáng)度為I的同向電流時，a恰能在斜面上保持靜止，則下列關(guān)于b的電流在a處產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的說法不正確的是(　　 )

A. 方向向上

B. 大小為

C. 要使a仍能保持靜止，而減小b在a處的磁感應(yīng)強(qiáng)度，可使b上移

D. 若使b下移，a將不能保持靜止

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】發(fā)射地球同步衛(wèi)星時，先將衛(wèi)星發(fā)射至近地圓軌道1，然后經(jīng)點(diǎn)火，使其沿橢圓軌道2運(yùn)行，最后再次點(diǎn)火，將衛(wèi)星送入同步圓軌道3．軌道1、2相切于P點(diǎn)，軌道2、3相切于Q點(diǎn)如圖所示，則當(dāng)衛(wèi)星分別在1、2、3軌道上正常運(yùn)行時，下列說法中正確的是（　�。�

A. 衛(wèi)星在軌道3上的速率小于在軌道1上的速率

B. 衛(wèi)星在軌道3上的角速度大于在軌道1上的角速度

C. 衛(wèi)星在軌道1具有的機(jī)械能小于它在軌道2具有的機(jī)械能

D. 衛(wèi)星在軌道2上經(jīng)過Q點(diǎn)時的加速度等于它在軌道3上經(jīng)過Q點(diǎn)時的加速度

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