如圖所示，兩足夠長平行光滑的金屬導(dǎo)軌MN、PQ相距為L，導(dǎo)軌平面與水平面夾角θ＝30°，導(dǎo)軌電阻不計(jì)。磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=2T的勻強(qiáng)磁場垂直導(dǎo)軌平面向上，長為L=0.5m的金屬棒ab垂直于MN、PQ放置在導(dǎo)軌上，且始終與導(dǎo)軌電接觸良好，金屬棒ab的質(zhì)量m=1kg、電阻r=1Ω。兩金屬導(dǎo)軌的上端連接右端電路，燈泡電阻RL＝4Ω，定值電阻R1＝2Ω，電阻箱電阻R2＝12Ω，重力加速度為g=10 m/s2，現(xiàn)閉合開關(guān)，將金屬棒由靜止釋放，下滑距離為s0=50m時(shí)速度恰達(dá)到最大，試求：

（1）金屬棒下滑的最大速度vm；

（2）金屬棒由靜止開始下滑2s0的過程中整個(gè)電路產(chǎn)生的電熱Q。

（1）30m/s（2）50J

【解析】

試題分析：（1）當(dāng)金屬棒勻速下滑時(shí)速度最大，設(shè)最大速度為vm，達(dá)到最大時(shí)，則根據(jù)平衡條件有

mgsinθ=F安

又 F安=ILB，，E=BLvm

R總=R1+r+6Ω

聯(lián)立解得最大速度：vm=30m/s

（2）由能量守恒知，mg2S0sin30°=Q+mvm2

解得，Q=50J

考點(diǎn)：法拉第電磁感應(yīng)定律；能量守恒定律；

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：2014-2015學(xué)年安徽省高一上學(xué)期期末考試物理卷（解析版） 題型：填空題

一個(gè)質(zhì)量為m的物塊由靜止開始沿斜面下滑，拍攝此下滑過程得到的同步閃光（即第一次閃光時(shí)物塊恰好開始下滑）照片如圖所示。已知閃光頻率為每秒10次，根據(jù)照片測得物塊相鄰兩位置之間的距離分別為AB＝2.40cm，BC＝7.30cm，CD＝12.20cm，DE＝17.10cm。由此可知，物塊經(jīng)過D點(diǎn)時(shí)的速度大小為 m/s；滑塊運(yùn)動(dòng)的加速度為 m/s2。（保留3位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來源：2014-2015學(xué)年浙江杭州重點(diǎn)中學(xué)高一上期期末聯(lián)考物理卷（解析版） 題型：選擇題

下列說法正確的是

A．做平拋運(yùn)動(dòng)的物體，每秒鐘速度的改變量一定相等

B．做圓周運(yùn)動(dòng)的物體，所受合外力的方向一定與速度方向垂直

C．做圓周運(yùn)動(dòng)的物體，向心加速度的方向一定與速度方向垂直

D．做圓周運(yùn)動(dòng)的物體，所受的合外力等于圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力

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科目：高中物理 來源：2014-2015學(xué)年四川省資陽市高一上期期末質(zhì)量檢測物理卷（解析版） 題型：實(shí)驗(yàn)題

某同學(xué)在做“探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)時(shí)，將一輕彈簧豎直懸掛讓其自然下垂，測出其自然長度；然后在其下部施加外力F，測出彈簧的總長度L，改變外力F的大小，測出幾組數(shù)據(jù)，作出外力F與彈簧總長度L的關(guān)系圖線如圖所示。(實(shí)驗(yàn)過程是在彈簧的彈性限度內(nèi)進(jìn)行的)由圖可知：該彈簧的自然長度為_______cm；該彈簧的勁度系數(shù)為_______N/m。

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科目：高中物理 來源：2014-2015學(xué)年四川省資陽市高一上期期末質(zhì)量檢測物理卷（解析版） 題型：選擇題

如圖所示，小娟、小明兩人共提一桶水勻速前行。已知兩人手臂對(duì)桶的拉力大小相等且為F，兩人手臂間的夾角為θ，水和水桶總重為G，則下列說法中正確的是

A．當(dāng)θ＝0°時(shí)，F(xiàn)＝G B．當(dāng)θ為120°時(shí)，F(xiàn)＝G

C．當(dāng)θ=90°時(shí)，F(xiàn)＝G D．θ越大，F(xiàn)越大

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科目：高中物理 來源：2014-2015學(xué)年四川省資陽市高二上期期末質(zhì)量檢測物理卷（解析版） 題型：實(shí)驗(yàn)題

為了“探究安培力與電流大小、導(dǎo)線長度的關(guān)系”，某小組同學(xué)利用了如圖a所示的裝置，將磁鐵組置于電子天平稱上，通電導(dǎo)線靜置于磁場中，電流方向與勻強(qiáng)磁場方向垂直，則載流導(dǎo)線受到向上（或向下）安培力作用。根據(jù)牛頓第三定律，磁鐵會(huì)受到等大反向的反作用力，電子稱的示數(shù)會(huì)發(fā)生變化，求得其變化值Δm就能計(jì)算出安培力的大小。具體操作如下：

（1）保持導(dǎo)線長度一定時(shí)，探究安培力和電流大小的關(guān)系

①改變電流的大小，把I1、I2、I3……；

②在電子天平秤上讀出對(duì)應(yīng)的讀數(shù)m1、m2、m3……．

（2）保持電流大小一定時(shí)，探究安培力與導(dǎo)線長度的關(guān)系

①改變通電導(dǎo)線在磁場中導(dǎo)線的長度L1、L2、L3、L4；

②在電子天平秤上讀出對(duì)應(yīng)的讀數(shù)m1、m2、m3、m4．

（3）切斷電源，整理實(shí)驗(yàn)器材；

（4）利用Excel來處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和繪制F－I、F－L的圖像分別為圖b、圖c．

該小組同學(xué)在探究中應(yīng)用的科學(xué)方法是_______________（選填：“累積法”、“等效替代法”、“控制變量法”或“演繹法”）。

實(shí)驗(yàn)表明：導(dǎo)線長度一定時(shí)，安培力與電流大小成__________關(guān)系；導(dǎo)線中電流大小一定時(shí)，安培力與導(dǎo)線長度成__________關(guān)系；（選填：“正比”或“反比”）。

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科目：高中物理 來源：2014-2015學(xué)年四川省資陽市高二上期期末質(zhì)量檢測物理卷（解析版） 題型：選擇題

質(zhì)量為m、長為L的直導(dǎo)體棒放置于四分之一光滑圓弧軌道上，整個(gè)裝置處于豎直向上磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，直導(dǎo)體棒中通有恒定電流，平衡時(shí)導(dǎo)體棒與圓弧圓心的連線與豎直方向成60o角，其截面圖如圖所示。則關(guān)于導(dǎo)體棒中的電流方向、大小分析正確的是

A．向外， B．向外，

C．向里， D．向里，

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科目：高中物理 來源：2014-2015學(xué)年四川省眉山市高一上學(xué)期期末考試物理卷（解析版） 題型：選擇題

如圖所示，用網(wǎng)兜把一個(gè)足球掛在光滑墻壁上的A點(diǎn)處，足球質(zhì)量為m，網(wǎng)兜質(zhì)量不計(jì)，現(xiàn)保持懸點(diǎn)A的位置不變，緩慢地使懸繩AB變短一些，關(guān)于懸繩的拉力T和墻壁的彈力N，下列說法中正確的是

A．T增大，N減小 B．T減小，N不變

C．T減小，N增大 D．T增大，N增大

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科目：高中物理 來源：2014-2015學(xué)年重慶市高高三第一次月考物理卷（解析版） 題型：選擇題

2013年6月20日，我國首次實(shí)現(xiàn)太空授課，航天員王亞平在飛船艙內(nèi)與地面學(xué)生實(shí)時(shí)交流了51分鐘。設(shè)飛船艙內(nèi)王亞平的質(zhì)量為m，用R表示地球的半徑，用r表示飛船的軌道半徑，g表示地球表面處的重力加速度，表示飛船所在處的重力加速度，用F表示飛船艙內(nèi)王亞平受到地球的引力，則下列關(guān)系式中正確的是

A． B． C．F=mg D．

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