（17分）如圖甲所示，MN、PQ是相距d="l" m的足夠長(zhǎng)平行光滑金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌平面與水平面成某一夾角，導(dǎo)軌電阻不計(jì)；長(zhǎng)也為1m的金屬棒ab垂直于MN、PQ放置在導(dǎo)軌上，且始終與導(dǎo)軌接觸良好，ab的質(zhì)量m=0．1 kg、電阻R="l" Ω; MN、PQ的上端連接右側(cè)電路，電路中R2為一電阻箱；已知燈泡電阻RL="3" Ω，定值電阻R1="7" Ω，調(diào)節(jié)電阻箱使R2 ="6" Ω，量力加速度g="10" m／s2。現(xiàn)斷開開關(guān)S，在t=0時(shí)刻由靜止釋放ab，在t=0．5 s時(shí)刻閉合S，同時(shí)加上分布于整個(gè)導(dǎo)軌所在區(qū)域的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)軌平面斜向上；圖乙所示為ab的速度隨時(shí)間變化圖像。

（1）求斜面傾角a及磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大��；
（2）ab由靜止下滑x=50 m（此前已達(dá)到最大速度）的過(guò)程中，求整個(gè)電路產(chǎn)生的電熱；
（3）若只改變電阻箱R2的值。當(dāng)R2為何值時(shí)，ab勻速下滑中R2消耗的功率最大？消耗的最大功率為多少？
(1)  ；1T  (2)28.2J  (3)0.27W

試題分析：(1)S斷開時(shí)，ab做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，從圖乙得
由牛頓第二定律有  所以有  即
t=0.5s時(shí)，S閉合且加了磁場(chǎng)，分析可知，此后ab將先做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)速度達(dá)到最大() 后接著做勻速運(yùn)動(dòng)。勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，由平衡條件知   又     
  聯(lián)立以上四式有  
代入數(shù)據(jù)解得
(2)由能量轉(zhuǎn)化關(guān)系有 代入數(shù)據(jù)解得J
(3)改變電阻箱R2的值后，ab勻速下滑時(shí)有 所以
通過(guò)R2的電流為   R2的功率為  
聯(lián)立以上三式可得    當(dāng)時(shí)，即，功率最大，所以W．．．
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：填空題

某物理興趣小組在一次探究活動(dòng)中，想測(cè)量滑塊和長(zhǎng)木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)。實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，一端裝有定滑輪的表面粗糙的長(zhǎng)木板固定在水平實(shí)驗(yàn)臺(tái)上，木板上有一滑塊；滑塊左端與穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器限位孔的紙帶相連，右端固定一個(gè)輕小動(dòng)滑輪；鉤碼和彈簧測(cè)力計(jì)通過(guò)繞在滑輪上的水平輕繩相連。放開鉤碼，滑塊在長(zhǎng)木板上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。

實(shí)驗(yàn)時(shí)滑塊加速運(yùn)動(dòng)，讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F，處理紙帶，得到滑塊運(yùn)動(dòng)的加速度a；改變鉤碼個(gè)數(shù)，重復(fù)實(shí)驗(yàn)；以彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F為縱軸，加速度a為橫軸，得到的圖象是一條斜率為k、縱軸截距為b的傾斜直線，如圖所示。已知重力加速度為g，忽略滑輪與繩之間的摩擦，則滑塊的質(zhì)量M=         ；滑塊和長(zhǎng)木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=       。

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖所示，一輕質(zhì)彈簧的一端系一質(zhì)量為m的小球，另一端固定在傾角為370的光滑斜面體頂端，彈簧與斜面平行。在斜面體以大小為g的加速度水平向左做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，小球始終相對(duì)于斜面靜止。已知彈簧的勁度系數(shù)為k，則該過(guò)程中彈簧的形變量為（已知：sin37°=0.6,cos37°=0.8）
A．0.2mg/kB．0.4mg/k C．mg/k D．0.6mg/k

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖所示，輕彈簧上端與一質(zhì)量為m的木塊1相連，下端與另一質(zhì)量為M的木塊2相連，整個(gè)系統(tǒng)置于水平放置的光滑木板上，并處于靜止?fàn)顟B(tài)．現(xiàn)將木板沿水平方向快速抽出，設(shè)抽出后的瞬間，木塊1、2的加速度大小分別為a1、a2,重力加速度大小為g.則有(　　)
A．a(chǎn)1＝0，a2＝gB．a(chǎn)1＝g，a2＝g
C．a(chǎn)1＝0，a2＝gD．a(chǎn)1＝g，a2＝g

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖所示，質(zhì)量為mA=2kg的平板車A靜止在水平地面上，車長(zhǎng)d =5m。物塊B靜止在平板車左端，在物塊B正前方某處。有一小球C，球C通過(guò)長(zhǎng)l = 0.32m的細(xì)繩與固定點(diǎn)O相連，球C恰好與物塊B等高，且C始終不與平板車A接觸。在t = 0時(shí)刻，平板車A突然獲得水平初速度v0開始向左運(yùn)動(dòng)，后來(lái)某一時(shí)刻物塊B與球C發(fā)生彈性碰撞，碰后球C恰好能繞O點(diǎn)在豎直平面內(nèi)作圓周運(yùn)動(dòng)。若B、C可視為質(zhì)點(diǎn)，mB=mC= 1kg，物塊B與平板車A、平板車A與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為µ=0.2，g取10m/s2，求：
（1）B、C碰撞瞬間，細(xì)繩拉力的大�。�
（2）B、C碰撞前瞬間物塊B的速度大小。
（3）若B、C碰撞時(shí)，物塊B在平板車的中間位置，且t0=1.5s時(shí)平板車A的速度變?yōu)関1 =5m/s，則
物塊B是在加速階段還是減速階段與球C相碰撞？小車的初速度v0多大？

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

（16分）如圖所示，MN、PQ是兩根足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌間距為d，導(dǎo)軌所在平面與水平面成θ角，M、P間接阻值為R的電阻。勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向與導(dǎo)軌所在平面垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。質(zhì)量為m、阻值為r的金屬棒放在兩導(dǎo)軌上，在平行于導(dǎo)軌的拉力作用下，以速度v勻速向上運(yùn)動(dòng)。已知金屬棒與導(dǎo)軌始終垂直并且保持良好接觸，重力加速度為g。求：

（1）金屬棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E；
（2）通過(guò)電阻R電流I；
（3）拉力F的大小。

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

在電場(chǎng)方向水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，一帶電小球從A點(diǎn)豎直向上拋出，其運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖所示，小球運(yùn)動(dòng)軌跡上的A、B兩點(diǎn)在同一水平線上， M為軌跡的最高點(diǎn).小球拋出時(shí)的動(dòng)能為8.0J，在M點(diǎn)的動(dòng)能為6.0J，不計(jì)空氣的阻力。求：

（1）小球水平位移x1與x2的比值；
（2）小球落到B點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能Ek；
（3）小球所受電場(chǎng)力與重力的大小之比。

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

用一水平力F拉靜止在水平面上的物體，在F從0開始逐漸增大的過(guò)程中，加速度a隨外力F變化的圖象如圖所示，g＝10 m/s2，則可以計(jì)算出(　　)
A．物體與水平面間的最大靜摩擦力
B．F為14 N時(shí)物體的速度
C．物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)
D．物體的質(zhì)量

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

（16分）如圖所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一足夠長(zhǎng)的絕緣細(xì)棒OO′在豎直平面內(nèi)垂直于磁場(chǎng)方向放置，細(xì)棒與水平面夾角為α。一質(zhì)量為m、帶電荷量為＋q的圓環(huán)A套在OO′棒上，圓環(huán)與棒間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，且μ<tanα，現(xiàn)讓圓環(huán)A由靜止開始下滑，試問(wèn)圓環(huán)在下滑過(guò)程中：

（1）圓環(huán)A的最大加速度為多大？獲得最大加速度時(shí)的速度為多大？
（2）圓環(huán)A能夠達(dá)到的最大速度為多大？

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