如圖所示，金屬導(dǎo)軌是由傾斜和水平兩部分圓滑相接而成，傾斜部分與水平夾角θ=37°，導(dǎo)軌電阻不計．a(chǎn)bcd矩形區(qū)域內(nèi)有垂直導(dǎo)軌平面的勻強磁場，bc=ad=s=0.20m．導(dǎo)軌上端擱有垂直于導(dǎo)軌的兩根相同金屬桿P1、P2，且P1位于ab與P2的中間位置，兩桿電阻均為R，它們與導(dǎo)軌的動摩擦因數(shù)μ=0.30，P1桿離水平軌道的高度h=0.60m，現(xiàn)使桿P2不動，讓P1桿靜止起滑下，桿進入磁場時恰能做勻速運動，最后P1桿停在AA′位置．
求：（1）P1桿在水平軌道上滑動的距離x；
（2）P1桿停止后，再釋放P2桿，為使P2桿進入磁場時也做勻速運動，事先要把磁場的磁感應(yīng)強度大小調(diào)為原來的多少倍？
（3）若將磁感應(yīng)強度B調(diào)為原來3倍，再釋放P2，問P2桿是否有可能與P1桿不碰撞？為什么？
（1）設(shè)桿的質(zhì)量為m，則桿進入磁場時沿斜面方向受力平衡，受到的安培力
F=mgsinθ-μmgcosθ
對P1桿運動的全過程，根據(jù)動能定理：
mgh-μmgcosθ
h
sinθ
-Fs-μmgx=0
解得：x=
h-(sinθ-μcosθ)s
μ
-hcotθ=0.96m
（2）設(shè)桿長為l、進入磁場時速度為v，桿進入磁場能做勻速運動，滿足：
BIl=mgsinθ-μmgcosθ
電流：I=
Blv
2R

得：B=
2mgR(sinθ-μcosθ)
vl2
可見B與
v
成反比．
設(shè)桿下滑加速度為a，由題意P1、P2桿到ab的距離可記為L、2L，則
v1
v2
=
2aL
2a.2L
=
1
2

可得磁感應(yīng)強度調(diào)后B2與調(diào)前B1之比
B2
B1
=
v1
v2
=0.84所以應(yīng)調(diào)到原來的0.84倍
（3）P2桿必與P1桿發(fā)生碰撞，因為此條件下，P2桿進入磁場后做加速度變小的減速運動，它離開磁場時的速度必大于P1桿離開磁場時的速度．
答：（1）P1桿在水平軌道上滑動的距離x=0.96m；（2）事先要把磁場的磁感應(yīng)強度大小調(diào)為原來的0.84倍；
（3）P2桿必與P1桿發(fā)生碰撞，因為此條件下，P2桿進入磁場后做加速度變小的減速運動，它離開磁場時的速度必大于P1桿離開磁場時的速度．
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：多選題

2002年12月31日，上海磁浮列車線將首次試運行，它是世界上第一條投入商業(yè)運營的磁浮列車線，該車的正常車速超過400km/h．如圖所示就是磁懸浮的原理，圖中A是圓柱形磁鐵，B是用高溫超導(dǎo)材料制成的超導(dǎo)圓環(huán)．將超導(dǎo)圓環(huán)B水平放在磁鐵A上，它就能在磁力的作用下懸浮在磁鐵A的上方空中：（　　）
A．在B放入磁場的過程中，B中將產(chǎn)生感應(yīng)電流．當(dāng)穩(wěn)定后，感應(yīng)電流消失
B．在B放入磁場的過程中，B中將產(chǎn)生感應(yīng)電流．當(dāng)穩(wěn)定后，感應(yīng)電流仍存在
C．如A的N極朝上，B中感應(yīng)電流的方向如圖所示
D．如A的N極朝上，B中感應(yīng)電流的方向與圖中所示的方向相反

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，空間存在著與圓臺母線垂直向外的磁場，各處的磁感應(yīng)強度大小均為B，圓臺母線與豎直方向的夾角為θ．一個質(zhì)量為m、半徑為r的勻質(zhì)金屬環(huán)位于圓臺底部．環(huán)中通以恒定的電流I后圓環(huán)由靜止向上運動，經(jīng)過時間t后撤去該恒定電流并保持圓環(huán)閉合，圓環(huán)上升的最大高度為H．已知重力加速度為g，磁場的范圍足夠大．在圓環(huán)向上運動的過程中，下列說法正確的是（　�。�
A．在時間t內(nèi)安培力對圓環(huán)做功為mgH
B．圓環(huán)先做加速運動后做減速運動
C．圓環(huán)運動的最大速度為
2πRIrtcosθ
m
-gt
D．圓環(huán)先有擴張后有收縮的趨勢

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

（A）兩根足夠長的光滑的平行金屬導(dǎo)軌豎直放置，導(dǎo)軌間距為L，電阻不計，上端接有如圖所示的電路，電路中各電阻的阻值均為R，電容器的電容為C．有一個質(zhì)量為m、長度為L、電阻同也為R的導(dǎo)體棒ab，水平跨接在兩金屬導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌接觸良好且可無摩擦地滑動．空間存在著垂直導(dǎo)軌平面向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度的大小為B．導(dǎo)體棒在豎直向上的拉力作用下，以速度v勻速向上運動，已知重力加速度為g，不計空氣的阻力．求：
（1）拉力F的大��；
（2）在ab向上運動距離為h的過程中整個回路中產(chǎn)生的焦耳熱Q；
（3）電容器左右兩板那一板帶正電，所帶的電荷量q為多少？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：多選題

如圖所示，光滑的“Π”形金屬導(dǎo)體框豎直放置，質(zhì)量為m的金屬棒MN與框架接觸良好，磁感應(yīng)強度分別為B1、B2的有界勻強磁場方向相反，但均垂直于框架平面，分別處在abcd和cdef區(qū)域．現(xiàn)從圖示位置由靜止釋放金屬棒MN，金屬棒進入磁場區(qū)域abcd后恰好做勻速運動．下列說法正確的有（　　）
A．若B2=B1，則金屬棒進入cdef區(qū)域后將加速下滑
B．若B2=B1，則金屬棒進入cdef區(qū)域后仍將保持勻速下滑
C．若B2＜B1，則金屬棒進入cdef區(qū)域后可能先加速后勻速下滑
D．若B2＞B1，則金屬棒進入cdef區(qū)域后可能先減速后勻速下滑

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：填空題

水平面中的平行導(dǎo)軌P、Q相距L，它們的右端與電容為C的電容器的兩塊極板分別相連如圖所示，直導(dǎo)線ab放在P、Q上與導(dǎo)軌垂直相交，磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場豎直向下穿過導(dǎo)軌面．若發(fā)現(xiàn)與導(dǎo)軌P相連的電容器極板上帶負電荷，則ab向______沿導(dǎo)軌滑動；如電容器的帶電荷量為Q，則ab滑動的速度v=______．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，水平地面上方有一高度為H、上、下水平界面分別為PQ、MN的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B．矩形導(dǎo)線框ab邊長為l1，bc邊長為l2，導(dǎo)線框的質(zhì)量為m，電阻為R．磁場方向垂直于線框平面向里，磁場高度H＞l2．線框從某高處由靜止落下，當(dāng)線框的cd邊剛進入磁場時，線框的加速度方向向下、大小為
3g
5
；當(dāng)線框的cd邊剛離開磁場時，線框的加速度方向向上、大小為
g
5
．在運動過程中，線框平面位于豎直平面內(nèi)，上、下兩邊總平行于PQ．空氣阻力不計，重力加速度為g．求：
（1）線框的cd邊剛進入磁場時，通過線框?qū)Ь�中的電流；
（2）線框的ab邊剛進入磁場時線框的速度大�。�
（3）線框abcd從全部在磁場中開始到全部穿出磁場的過程中，通過線框?qū)Ь�橫截面的電荷量．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，水平放置、足夠長的光滑導(dǎo)軌上放置一根導(dǎo)體棒ab，ab棒有電阻，導(dǎo)軌的電阻不計，導(dǎo)軌的一端接一滑動變阻器R，電路中還連接理想電表，整個裝置處在勻強磁場中，磁場方向垂直紙面向里．現(xiàn)使ab以速度υ向右做勻速直線運動，改變滑動變阻器的阻值，則電壓表示數(shù)和電流表示數(shù)的關(guān)系圖線為下面的哪個圖線？（　�。�
A．B．C．D．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：多選題

矩形閉合線框原來處在勻強磁場中，磁場方向與導(dǎo)線框平面垂直，如圖所示，現(xiàn)將導(dǎo)線框向右勻速拉出磁場區(qū)域，在此過程中，正確的說法是（　�。�
A．線框電阻越大，外力做功越多
B．線框速度越大，外力做功越多
C．線框速度越大，外力做功功率越大
D．線框速度越大，通過線框某一截面的電量越多

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同步練習(xí)冊答案