如圖(a)，磁鐵A、B的同名磁極相對放置，置于水平氣墊導(dǎo)軌上。A固定于導(dǎo)軌左端，B的質(zhì)量m=0.5kg，可在導(dǎo)軌上無摩擦滑動。將B在A附近某一位置由靜止釋放，由于能量守恒，可通過測量B在不同位置處的速度，得到B的勢能隨位置x的變化規(guī)律，見圖(c)中曲線I。若將導(dǎo)軌右端抬高，使其與水平面成一定角度（如圖(b)所示），則B的總勢能曲線如圖(c)中II所示，將B在x=20.0cm處由靜止釋放，求：（解答時必須寫出必要的推斷說明。取g=9.8m/s2）
（1）B在運動過程中動能最大的位置；
（2）運動過程中B的最大速度和最大位移。
（3）圖(c)中直線III為曲線II的漸近線，求導(dǎo)軌的傾角。
（4）若A、B異名磁極相對放置，導(dǎo)軌的傾角不變，在圖(c)上畫出B的總勢能隨x的變化曲線。
    
解：（1）勢能最小處動能最大，由圖線II得（在5.9~6.3cm間均視為正確）
（2）由圖讀得釋放處勢能，此即B的總能量。出于運動中總能量守恒，因此在勢能最小處動能最大，由圖像得最小勢能為0.47J，則
最大動能為（在0.42~0.44J間均視為正確）
最大速度為（在1.29～1.33 m／s間均視為正確）
x=20.0 cm處的總能量為0.90J，最大位移由E=0.90J的水平直線與曲線II的左側(cè)交點確定，由圖中讀出交點位置為x=2.0cm，因此，最大位移（在17.9~18.1cm間均視為正確）
（3）漸近線III表示B的重力勢能隨位置變化關(guān)系，即
∴
由圖讀出直線斜率
（在間均視為正確）
（4）若異名磁極相對放置，A，B間相互作用勢能為負值，總勢能如圖
 
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

（2012?上海模擬）某同學(xué)利用如圖裝置研究磁鐵下落過程中的重力勢能與電能之間的相互轉(zhuǎn)化．內(nèi)阻r=40Ω的螺線管固定在鐵架臺上，線圈與電流傳感器、電壓傳感器和滑動變阻器連接．滑動變阻器最大阻值40Ω，初始時滑片位于正中間20Ω的位置．打開傳感器，將質(zhì)量為m的磁鐵置于螺線管正上方靜止釋放，磁鐵上表面為N極．穿過螺線管后掉落到海綿墊上并靜止（磁鐵下落中受到的電磁阻力遠小于磁鐵重力，不發(fā)生轉(zhuǎn)動），釋放點到海綿墊高度差為h．計算機屏幕上顯示出如圖的UI-t曲線．

（1）磁鐵穿過螺線管過程中，產(chǎn)生第一峰值時線圈中的感應(yīng)電動勢約
0.9
0.9
V．
（2）（多選題）圖象中UI出現(xiàn)前后兩個峰值，對比實驗過程發(fā)現(xiàn)，這兩個峰值是在磁鐵剛進入螺線管內(nèi)部和剛從內(nèi)部出來時產(chǎn)生的，對這一現(xiàn)象相關(guān)說法正確的是
A、B、D
A、B、D

    A．線圈中的磁通量變化率經(jīng)歷先增大后減小再增大再減小的過程
    B．如果滑片從中間向左移動時，坐標系中的兩個峰值一定都會減小
    C．磁鐵在穿過線圈過程中加速度始終小于重力加速度g
    D．如果僅略減小h，兩個峰值都會減小
（3）在磁鐵下降h的過程中，可估算機械能轉(zhuǎn)化為電能是
6.6×10-4
6.6×10-4
J．

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科目：高中物理 來源：2011屆全國普通高等學(xué)校招生統(tǒng)一考試上海物理卷2（帶解析） 題型：計算題

如圖(a)，磁鐵A、B的同名磁極相對放置，置于水平氣墊導(dǎo)軌上。A固定于導(dǎo)軌左端，B的質(zhì)量m=0.5kg，可在導(dǎo)軌上無摩擦滑動。將B在A附近某一位置由靜止釋放，由于能量守恒，可通過測量B在不同位置處的速度，得到B的勢能隨位置x的變化規(guī)律，見圖(c)中曲線I。若將導(dǎo)軌右端抬高，使其與水平面成一定角度(如圖(b)所示)，則B的總勢能曲線如圖(c)中II所示，將B在處由靜止釋放，求：(解答時必須寫出必要的推斷說明。取)

(1)B在運動過程中動能最大的位置；
(2)運動過程中B的最大速度和最大位移。
(3)圖(c)中直線III為曲線II的漸近線，求導(dǎo)軌的傾角。
(4)若A、B異名磁極相對放置，導(dǎo)軌的傾角不變，在圖(c)上畫出B的總勢能隨x的變化曲線．

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科目：高中物理 來源：2014屆重慶市高二上學(xué)期期中考試理科物理試卷（解析版） 題型：選擇題

電阻R、電容C與一線圈連成閉合回路，條形磁鐵靜止于線圈的正上方，N朝下，如圖所示.現(xiàn)使磁鐵開始自由下落，在N極接近線圈上端的過程中，流過R的電流方向和電容器極板的帶電情況是(　)

A．從a到b,上極板帶正電

B．從a到b,下極板帶正電

C．從b到a,上極板帶正電

D．從b到a,下極板帶正電

 

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科目：高中物理 來源：新人教版高三物理必修2動能定理及其應(yīng)用專項練習(xí)（解析版） 題型：計算題

（2011·上海高考物理·T33）如圖(a)，磁鐵A、B的同名磁極相對放置，置于水平氣墊導(dǎo)軌上。A固定于導(dǎo)軌左端，B的質(zhì)量m=0.5kg，可在導(dǎo)軌上無摩擦滑動。將B在A附近某一位置由靜止釋放，由于能量守恒，可通過測量B在不同位置處的速度，得到B的勢能隨位置x的變化規(guī)律，見圖(c)中曲線I。若將導(dǎo)軌右端抬高，使其與水平面成一定角度(如圖(b)所示)，則B的總勢能曲線如圖(c)中II所示，將B在處由靜止釋放，求：(解答時必須寫出必要的推斷說明。取)

(1)B在運動過程中動能最大的位置；

(2)運動過程中B的最大速度和最大位移。

(3)圖(c)中直線III為曲線II的漸近線，求導(dǎo)軌的傾角。

 (4)若A、B異名磁極相對放置，導(dǎo)軌的傾角不變，在圖(c)上畫出B的總勢能隨x的變化曲線．

 

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科目：高中物理 來源：2012年上海十三校高三第二次聯(lián)考2物理卷 題型：實驗題

某同學(xué)利用如圖裝置研究磁鐵下落過程中的重力勢能與電能之間的相互轉(zhuǎn)化。內(nèi)阻r=40的螺線管固定在鐵架臺上，線圈與電流傳感器、電壓傳感器和滑動變阻器連接�；瑒幼冏杵髯畲笞柚�40，初始時滑片位于正中間20的位置。打開傳感器，將質(zhì)量為m的磁鐵置于螺線管正上方靜止釋放，磁鐵上表面為N極。穿過螺線管后掉落到海綿墊上并靜止（磁鐵下落中受到的電磁阻力遠小于磁鐵重力，不發(fā)生轉(zhuǎn)動），釋放點到海綿墊高度差為h。計算機屏幕上顯示出如圖的UI-t曲線。

（1）磁鐵穿過螺線管過程中，產(chǎn)生第一峰值時線圈中的感應(yīng)電動勢約__    __V。

（2）（多選題）圖像中UI出現(xiàn)前后兩個峰值，對比實驗過程發(fā)現(xiàn)，這兩個峰值是在磁鐵剛進入螺線管內(nèi)部和剛從內(nèi)部出來時產(chǎn)生的，對這一現(xiàn)象相關(guān)說法正確的是    （    ）

A．線圈中的磁通量變化率經(jīng)歷先增大后減小再增大再減小的過程

B．如果滑片從中間向左移動時，坐標系中的兩個峰值一定都會減小

C．磁鐵在穿過線圈過程中加速度始終小于重力加速度g___

D．如果僅略減小h，兩個峰值都會減小

（3）在磁鐵下降h的過程中，可估算機械能轉(zhuǎn)化為電能是       J。

 

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