【題目】如圖所示，有一足夠長的光滑平行金屬導軌間距為 L，折成傾斜和水平兩部分，傾斜部分導軌與水平面的夾角為，水平和傾斜部分均處在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，水平部分磁場方向豎直向下，傾斜部分磁場垂直傾斜導軌所在平面向下（圖中未畫出），兩個磁場區(qū)域互不疊加。將兩根金屬棒a、b垂直放置在導軌上，并將b用輕繩通過定滑輪和小物塊c連接。已知兩棒的長度均為L，電阻均為R，質(zhì)量均為m，小物塊c的質(zhì)量也為m，不考慮其他電阻，不計一切摩擦，運動過程中金屬棒與導軌始終垂直且保持接觸良好，b始終不會碰到滑輪，重力加速度大小為g。

（1）鎖定a，釋放b，求b的最終速度；

（2）a、b由靜止釋放的同時在a上施加一沿傾斜導軌向上的恒力F=1.5mg，求達到穩(wěn)定狀態(tài)時a、b的速度大小；

（3）若（2）中系統(tǒng)從靜止開始經(jīng)時間t達到穩(wěn)定狀態(tài)，求此過程中系統(tǒng)產(chǎn)生的焦耳熱。

【答案】（1）；（2）；；（3）

【解析】

（1）當b和c組成的系統(tǒng)做勻速運動時，b、c有最大速度，且為最終速度

根據(jù)平衡條件有

mg=BIL①

②

③

解得

④

對a棒有

⑤

代入數(shù)據(jù)得

對于b和c組成的系統(tǒng)

⑥

所以任意時刻都有，由于運動時間相同所以最終a、b的速度大小之比⑦

穩(wěn)定時的電流

⑧

當加速度都為0時，a、b、c達到穩(wěn)定狀態(tài)，有

解得a穩(wěn)定時的速度大小

⑨

b、c穩(wěn)定時的速度大小

⑩

設(shè)時間t內(nèi)a棒沿傾斜導軌的位移大小為x1，b棒的位移大小為x2，由于運動時間相同，且始終有，則

對于a、b、c組成的系統(tǒng)，由功能關(guān)系得

代入數(shù)據(jù)得

以a為研究對象，根據(jù)動量定理有

解得

因為

解得

其中

解得

解得

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，光滑的平行金屬導軌MN、PQ傾斜固定放置，導軌間距為1m，導軌所在平面的傾角為θ＝30°，導軌上端并聯(lián)接入阻值均為4Ω的定值電阻R1、R2，整個裝置處在方向垂直導軌平面向上的勻強磁場中，磁場的磁感應(yīng)強度大小為B0＝2T。閉合開關(guān)S，將質(zhì)量為m＝1kg的金屬棒ab垂直放在導軌上由靜止釋放。已知金屬棒運動過程中始終與導軌垂直并接觸良好，且導軌足夠長，重力加速度g取10m/s2，不計導軌和金屬棒的電阻，求：

(1)當金屬棒加速度為3m/s2時，回路中的電功率為多大；

(2)某時刻，金屬棒運動的速度達到最大，此時金屬棒離電阻R2的距離為x0＝1m，這時斷開開關(guān)S，為使回路中的感應(yīng)電流為零，從此時開始，勻強磁場的磁感應(yīng)強度B隨時間t如何變化，寫出相關(guān)的表達式。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】靜止在水平面上的物體，受到水平拉力 F 的作用，在 F 從 20 N 開始逐漸增 大到 40 N 的過程中，加速度 a 隨拉力 F 變化的圖象如圖所示，由此可以計算出 (g＝10 m/s2)

A. 物體的質(zhì)量

B. 物體與水平面間的動摩擦因數(shù)

C. 物體與水平面間的滑動摩擦力大小

D. 加速度為 2 m/s2 時物體的速度

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，A、B、C為三個完全相同的光滑圓柱體，半徑為R、重為G．將A、B固定在水平地面上，兩球心間的距離為2R，C靜止在A、B上，下列說法正確的是（ ）

A.A對地面的壓力為G

B.C對A的壓力為

C.C對A的壓力為G

D.若稍微增大A、B兩球心間的距離，再次靜止時，C對A的壓力變小

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，空間中存在一勻強磁場區(qū)域，磁場方向與豎直面（紙面）垂直，磁場的上、下邊界（虛線）均為水平面；紙面內(nèi)磁場上方有一個正方形導線框abcd，其上、下兩邊均為磁場邊界平行，邊長小于磁場上、下邊界的間距．若線框自由下落，從ab邊進入磁場時開始，直至ab邊到達磁場下邊界為止，線框下落的速度大小可能（　 　）

A. 始終減小 B. 始終不變 C. 始終增加 D. 先減小后增加

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某同學在“探究電磁感應(yīng)的產(chǎn)生條件”的實驗中,設(shè)計了如圖所示的裝置.線圈A通過電流表甲、高阻值的電阻Rˊ、變阻器R和開關(guān)連接到干電池上,線圈B的兩端接到另一個電流表乙上,兩個電流表相同,零刻度居中.閉合開關(guān)后,當滑動變阻器R的滑片P不動時,甲、乙兩個電流表指針的不同的位置如圖所示.

（1）當滑片P較快地向左滑動時,甲表指針的偏轉(zhuǎn)方向是________,乙表指針的偏轉(zhuǎn)方向是________.(填“向右偏”、“向左偏”或“不偏轉(zhuǎn)”)

（2）斷開開關(guān),待電路穩(wěn)定后再迅速閉合開關(guān),乙表的偏轉(zhuǎn)情況是________(填“向左偏”、“向右偏”或“不偏轉(zhuǎn)”)

（3）從上述實驗可以初步得出結(jié)論:________.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某同學用如圖甲所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律。實驗所用的電源為學生電源，可以提供輸出電壓為6V的交變電流和直流電，交變電流的頻率為50Hz。重錘從高處由靜止開始下落，重錘拖著的紙帶上打出一系列的點，對紙帶上的點測量并分析，即可驗證機械能守恒定律。

（1）他進行了下面幾個操作步驟：

A.按照圖示的裝置安裝器件；

B.將打點計時器接到電源的“直流輸出”上；

C.用天平測出重錘的質(zhì)量；

D.先接通電源，后釋放紙帶，打出一條紙帶；

E.測量紙帶上某些點間的距離；

F.根據(jù)測量的結(jié)果計算重錘下落過程中減少的重力勢能是否等于其增加的動能。

其中沒有必要進行的步驟是____________，操作不當?shù)牟襟E是__________。(填選項字母)

（2）這位同學進行正確測量后挑選出一條點跡清晰的紙帶進行測量分析，如圖乙所示，其中0點為起始點，A、B、C、D、E、F為六個計數(shù)點。根據(jù)紙帶上的測量數(shù)據(jù)，可得出打B點時重錘的速度為_______m/s.(保留3位有效數(shù)字)

（3）他根據(jù)紙帶上的數(shù)據(jù)算出各點的速度v，量出下落距離h，并以v/2為縱軸、以h為橫軸面出圖象，應(yīng)是下列圖中的______。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某水電站發(fā)電機的輸出功率為100 kW，發(fā)電機的電壓為250V。通過升壓變壓器升高電壓后向遠處輸電，輸電線總電阻為8Ω，在用戶端用降壓變壓器把電壓降為220V。要求在輸電線上損失的功率控制為5 KW。請你設(shè)計兩個變壓器的匝數(shù)比。為此，請你計算：

（1）降壓變壓器輸出的電流是多少?輸電線上通過的電流是多少?

（2）輸電線上損失的電壓是多少?升壓變壓器輸出的電壓是多少?

（3）兩個變壓器的匝數(shù)比各應(yīng)等于多少?

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某研究性學習小組設(shè)計如圖甲所示的電路來測定電源的電動勢E、內(nèi)阻r及待測電阻Rx的阻值，通過改變滑動變阻器的阻值，記錄多組電壓表V1、V2及電流表A的讀數(shù)，并描點作圖得到如圖乙所示的a、b兩條U-I圖線。

(1)由電壓表V1與電流表A的示數(shù)描繪的U-I圖線是圖乙中的___________(選填“a”或“b”)

(2)由圖乙可得，電源電動勢E=___________V，內(nèi)阻r=___________Ω，待測電阻Rx=___________Ω。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

(3)在滑動變阻器觸頭滑動的過程中，電壓表V1、V2讀數(shù)變化量分別用、表示電源內(nèi)阻為r，定值電阻日Rx，則=___________(用題中物理量符號表示)

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