如圖，在水平桌面上固定著兩根相距20 cm、相互平行的無電阻軌道P和Q，軌道一端固定一根電阻為0.01 Ω的導(dǎo)體棒a，軌道上橫置一根質(zhì)量為40 g、電阻為0.01 Ω的金屬棒b，兩棒相距20 cm．該軌道平面處在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小可以調(diào)節(jié)的豎直向上的勻強(qiáng)磁場中．開始時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B0＝0.10 T(設(shè)棒與軌道間的最大靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力相等，g取10 m/s2)

(1)若保持磁感應(yīng)強(qiáng)度B0的大小不變，從t＝0時(shí)刻開始，給b棒施加一個(gè)水平向右的拉力，使它做勻加速直線運(yùn)動(dòng)．此拉力F的大小隨時(shí)間t變化關(guān)系如圖所示．求勻加速運(yùn)動(dòng)的加速度及b棒與導(dǎo)軌間的滑動(dòng)摩擦力．

(2)若從t＝0開始，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t按下圖中圖象所示的規(guī)律變化，求在金屬棒b開始運(yùn)動(dòng)前，這個(gè)裝置釋放的熱量是多少？

答案：
解析：

　　解：(1)由圖象可得到拉力F與t的大小隨時(shí)間變化的函數(shù)表達(dá)式為F＝F0＋　　2分

　　當(dāng)b棒勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律有：F－f－F安＝ma　　2分

　　F安＝B0IL　I＝　　2分

　　v＝at

　　∴F安＝

　　聯(lián)立可解得F＝f＋ma＋　　2分

　　將據(jù)代入，可解得a＝5 m/s2　f＝0.2 N　　2分

　　(2)當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻增大時(shí)，閉合電路中有恒定的感應(yīng)電流I，以b棒為研究對(duì)象，它受到的安培力逐漸增大，靜摩擦力也隨之增大，當(dāng)磁感應(yīng)度增大到b所受安掊力F與最大靜摩擦力f相等時(shí)開始滑動(dòng)．

　　感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：E＝　I＝　　2分

　　棒b將要運(yùn)動(dòng)時(shí)，有f＝BtIL　∴Bt＝　　2分

　　根據(jù)Bt＝B0＋，得t＝1.8 s　　2分

　　回路中產(chǎn)生焦耳熱為Q＝I22rt＝0.036 J　　1分


練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖，A、B、C三個(gè)木塊的質(zhì)量均為m，置于光滑的水平桌面上，B、C之間有一輕質(zhì)彈簧，彈簧的兩端與木塊接觸而不固連．將彈簧壓緊到不能再壓縮時(shí)用細(xì)線把B和C緊連，使彈簧不能伸展，以至于B、C可視為一個(gè)整體．現(xiàn)A以初速度v0沿B、C的連線方向朝B運(yùn)動(dòng)，與B相碰并粘合在一起．以后細(xì)線突然斷開，彈簧伸展，從而使C與A、B分離．已知離開彈簧后的速度恰好為v0．求彈簧釋放的勢(shì)能．

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科目：高中物理 來源： 題型：

某同學(xué)利用下述裝置對(duì)輕質(zhì)彈簧的彈性勢(shì)能進(jìn)行探究：一輕質(zhì)彈簧放置在光滑水平桌面上，彈簧左端固定，右端與一小球接觸而不固連；彈簧處于原長時(shí)，小球恰好在桌面邊緣，如圖（a）所示．向左推小球，使彈黃壓縮一段距離后由靜止釋放；小球離開桌面后落到水平地面．通過測(cè)量和計(jì)算，可求得彈簧被壓縮后的彈性勢(shì)能．
回答下列問題：
（1）本實(shí)驗(yàn)中可認(rèn)為，彈簧被壓縮后的彈性勢(shì)能Ep與小球拋出時(shí)的動(dòng)能Ek相等．已知重力加速度大小為g．為求得Ek，至少需要測(cè)量下列物理量中的
ABC
ABC
（填正確答案標(biāo)號(hào)）．
A．小球的質(zhì)量m                     B．小球拋出點(diǎn)到落地點(diǎn)的水平距離s
C．桌面到地面的高度h               D．彈簧的壓縮量△x
E．彈簧原長l0
（2）用所選取的測(cè)量量和已知量表示Ek，得Ek=
m
gs
2
 
4h
m
gs
2
 
4h
．
（3）圖（b）中的直線是實(shí)驗(yàn)測(cè)量得到的s-△x圖線．從理論上可推出，如果h不變，m增加，s-△x圖線的斜率會(huì)
減小
減小
（填“增大”、“減小”或“不變”）；如果m不變，h增加，s-△x圖線的斜率會(huì)
增大
增大
（填“增大”、“減小”或“不變”）．由圖（b） 中給出的直線關(guān)系和Ek的表達(dá)式可知，Ep與△x的
2
2
次方成正比．

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2012?桂林模擬）如圖所示，一木塊位于光滑的水平桌面上，木塊上固連一支架，木塊與支架的總質(zhì)量為M．一擺球掛于支架上，擺球的質(zhì)量為m，m＜
12
M擺線的質(zhì)量不計(jì)．初始時(shí)，整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)．一質(zhì)量為m的子彈以大小為v0、方向垂直于圖面向里的速度射人擺球并立即停留在球內(nèi)，擺球和子彈便一起開始運(yùn)動(dòng)．已知擺線最大的偏轉(zhuǎn)角小于90°，在小球往返運(yùn)動(dòng)過程中擺線始終是拉直的，木塊未發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)．
求①擺球上升的最大高度．
②擺球在最低處時(shí)速度的大小和方向．

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖，A、B、C三個(gè)木塊的質(zhì)量均為m．置于光滑的水平桌面上，B、C之間有一輕質(zhì)彈簧，彈簧的兩端與木塊接觸而不固連，將彈簧壓緊到不能再壓縮時(shí)用細(xì)線把B和C緊連，使彈簧不能伸展，以至于B、C可視為一個(gè)整體．現(xiàn)B、C以初速率v0沿B、A的連線方向朝A運(yùn)動(dòng)，與A相碰并粘合在一起．以后細(xì)線突然斷開，彈簧伸展，從而使C與A、B分離．已知C離開彈簧后的速率恰為v0．
（1）求碰后彈簧未伸展時(shí)，A、B、C一起運(yùn)動(dòng)的速率；
（2）求彈簧釋放的勢(shì)能．

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

幾位同學(xué)在網(wǎng)上查到在彈性限度內(nèi)彈簧的彈性勢(shì)能與彈簧的形變量x之間的關(guān)系為，于是他們?cè)O(shè)想，讓彈簧的彈性勢(shì)能全部釋放出來推動(dòng)物體沿不光滑的水平面運(yùn)動(dòng)，測(cè)量對(duì)應(yīng)彈簧不同壓縮量下物體滑行的距離，就可以定性地驗(yàn)證這一結(jié)論，他們?cè)O(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：將帶有擋板的表面處處粗糙程度相同的木板固定在水平桌面上，將一根很輕的彈簧(約14cm),一端固定在擋板上，將一個(gè)做有標(biāo)記的物塊緊貼彈簧放置在彈簧原長處，并在木板側(cè)面平行木板固定一長條硬紙板，將物塊的標(biāo)記位置記錄在紙板上，記作O，并以O(shè)為坐標(biāo)原點(diǎn)，以平行木板方向建立x軸，在x軸上O 點(diǎn)的左側(cè)用刻度尺自O(shè)點(diǎn)向左每間隔1cm做出刻度線，記作x0=-1cm、-2cm。并將刻度尺固平行固定在木板側(cè)面，并使其0雇刻線與O點(diǎn)重合，在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，使彈簧的壓縮量以1cm遞增，釋放物塊，并記錄物塊最終停止運(yùn)動(dòng)時(shí)標(biāo)記所在的位置，用刻度尺測(cè)量出該位置距離O點(diǎn)的距離，記作x1，記錄的數(shù)據(jù)如圖所示；

次數(shù)n/次

1

  2

  3

  4

  5

  6

7

  8

  9

x0/cm

  -1

  -2

  -3  

  -4

 - 5

  -6

  -7

  -8

  -9

x1/cm

-0.90

-0.20

 0.60

 2.40

  5.00

 

12.60

17.58

21.00

據(jù)此請(qǐng)回答：

(1) 第1、2組數(shù)據(jù)中的x1為負(fù)，表示的物理意義為___________________________________。

(2) 分析第3、4、5、組數(shù)據(jù)，于是他們得出結(jié)論______________________________________。

(3) 漏掉的第6組數(shù)據(jù)中的x1值，請(qǐng)你幫他們填在表中相應(yīng)位置。

(4) 第9組數(shù)據(jù)明顯有偏差的原因最可能是__________________________________________。

(5) 若上述關(guān)系式成立，且彈簧的勁度系數(shù)已測(cè)出為k，則我們可以用表中的合適數(shù)據(jù)來求出物塊與木板間的動(dòng)磨擦因數(shù)μ，則還需要的一個(gè)測(cè)量工具是_________________，須測(cè)量的物理量為______________________(并用字母表示)，則μ值的表達(dá)式為_____________________(用有關(guān)物理量的字母表示)。

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