【題目】如圖所示，兩足夠長平行光滑的金屬導(dǎo)軌、相距為，導(dǎo)軌平面與水平面夾角為，導(dǎo)軌電阻不計．磁感應(yīng)強(qiáng)度為的勻強(qiáng)磁場垂直導(dǎo)軌平面斜向上，長為的金屬棒垂直于、放置在導(dǎo)軌上，且始終與導(dǎo)軌接觸良好，金屬棒的質(zhì)量為、電阻為．兩金屬導(dǎo)軌的上端連接右側(cè)電路，電路中為一電阻箱，已知燈泡的電阻，定值電阻，調(diào)節(jié)電阻箱使，重力加速度為，閉合開關(guān)，現(xiàn)將金屬棒由靜止釋放，求：

（）金屬棒下滑的最大速度．

（）當(dāng)金屬棒下滑距離為時速度恰好達(dá)到最大，則金屬棒由靜止開始下滑的過程中，整個電路產(chǎn)生的電熱．

（）改變電阻箱的值，當(dāng)為何值時，金屬棒達(dá)到勻速下滑時消耗的功率最大．

【答案】（）（）（）

【解析】試題分析：閉合開關(guān)S，金屬棒由靜止釋放，沿斜面下滑切割磁感線，產(chǎn)生電動勢，相當(dāng)于電源給電路供電，隨著速度的增大電動勢增大，當(dāng)速度達(dá)到最大值時，導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動，由受力平衡求出，由功能關(guān)系求出電熱，由閉合電路求出R2的功率，由二次函數(shù)求出最大值．

（）當(dāng)金屬棒勻速下滑時速度最大，達(dá)到最大時有： …①

又…② …③其中…④

聯(lián)立①-④式得金屬棒下滑的最大速度…⑤

（）根據(jù)能量轉(zhuǎn)化和守恒得…⑥

將⑤式代入上式得．

（）金屬棒勻速下滑時 則得…⑦

消耗的功率…⑧．由分流原理得：通過電阻箱的…⑨ 聯(lián)立⑦-⑨式得： ．

．

當(dāng)，即時， 消耗的功率最大．

故消耗的最大功率為．

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，一上端開口、下端封閉的細(xì)長玻璃管，上部有長l1=25 cm的水銀柱，封有長l2=25cm的空氣柱，此時水銀面恰好與管口平齊。已知大氣壓強(qiáng)為p0=75 cmHg，如果使玻璃管繞底端在豎直平面內(nèi)緩慢地轉(zhuǎn)動60°，求此時管中空氣柱的長度。（封入的氣體可視為理想氣體，在轉(zhuǎn)動過程中氣體溫度保持不變，沒有發(fā)生漏氣，取，重力加速度為g）

【答案】30 cm

【解析】設(shè)玻璃管開口向上時，空氣柱的壓強(qiáng)為

玻璃管轉(zhuǎn)動60°時，水銀有部分會流出，設(shè)此時空氣柱長度為x，空氣柱的壓強(qiáng)為

設(shè)玻璃管的橫截面積為S，對空氣柱由玻意爾定律有

解得：x=30 cm

【題型】解答題
【結(jié)束】
15

【題目】一個半圓柱形玻璃磚，其橫截面是半徑為R的半圓，AB為半圓的直徑，O為圓心，如圖所示。玻璃的折射率為。

(i)一束平行光垂直射向玻璃磚的下表面，若光線到達(dá)上表面后，都能從該表面射出，則入射光束在AB上的最大寬度為多少？

(ii)一細(xì)束光線在O點(diǎn)左側(cè)與O相距處垂直于AB從下方入射，求此光線從玻璃磚射出點(diǎn)的位置。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在平面直角坐標(biāo)系xOy內(nèi)，第二、三象限內(nèi)存在沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場，第一、四象限內(nèi)存在半徑為L的圓形勻強(qiáng)磁場，磁場的圓心在M（L，0），磁場方向垂直于坐標(biāo)平面向外。一個質(zhì)量m電荷量q的帶正電的粒子從第三象限中的Q（-2L，-L）點(diǎn)以速度V0沿x軸正方向射出，恰好從坐標(biāo)原點(diǎn)O進(jìn)入磁場，從P（2L，0）點(diǎn)射出磁場。不計粒子重力，求：

（1）電場強(qiáng)度E；

（2）從P點(diǎn)射出時速度vp的大��；

（3）粒子在磁場與電場中運(yùn)動時間之比。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】北京時間2016年 8 月 16 日下午 1 時 40 分，中國科學(xué)院國家空間科學(xué)中心研制的“墨子號”衛(wèi)星，在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射升空并進(jìn)入預(yù)定軌道。“墨子號”是我國首次發(fā)射的一顆量子衛(wèi)星，也是世界上第一顆量子衛(wèi)星。就在同年9月15日，我國的第一個真正意義上的空間實(shí)驗(yàn)室天宮二號在酒泉也成功發(fā)射。9月16日，天宮二號在橢圓軌道Ⅰ的遠(yuǎn)地點(diǎn)A開始變軌，變軌后在圓軌道Ⅱ上運(yùn)行，如圖所示，A點(diǎn)離地面高度約為380 km，“墨子號”量子衛(wèi)星離地面高度約為500km。若天宮二號變軌前后質(zhì)量不變。則下列說法正確的是

A. 天宮二號在軌道Ⅰ上運(yùn)行時通過近地點(diǎn)B的速度最小

B. 天宮二號在軌道Ⅰ上運(yùn)行的機(jī)械能大于在軌道Ⅱ上運(yùn)行的機(jī)械能

C. 天宮二號在軌道Ⅱ上運(yùn)行的周期一定小于“墨子號”量子衛(wèi)星的運(yùn)行周期

D. 天宮二號在軌道Ⅰ上通過A點(diǎn)時的加速度一定小于在軌道Ⅱ上通過A點(diǎn)時的加速度

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在實(shí)驗(yàn)室里為了驗(yàn)證動量守恒定律，一般采用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置：

(1) 若入射小球質(zhì)量為，半徑為，被碰小球質(zhì)量為，半徑為，則________。

A． B． C． D．

(2) 以下所提供的測量工具中必需的是________。

A．直尺 B．天平 C．彈簧測力計 D．秒表

(3) 設(shè)入射小球的質(zhì)量為，被碰小球的質(zhì)量為，則在用圖甲所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(P為碰前入射小球落點(diǎn)的平均位置)，所得“驗(yàn)證動量守恒定律”的表達(dá)式為__________(用裝置圖中的字母表示)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，有一對平行金屬板，板間加有恒定電壓；兩板間有勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，方向垂直于紙面向里。金屬板右下方以MN、PQ為上、下邊界，MP為左邊界的區(qū)域內(nèi)，存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場，磁場寬度為d，MN與下極板等高，MP與金屬板右端在同一豎直線上。一電荷量為q、質(zhì)量為m的正離子，以初速度沿平行于金屬板面、垂直于板間磁場的方向從A點(diǎn)射入金屬板間，不計離子的重力。

(1)已知離子恰好做勻速直線運(yùn)動，求金屬板間電場強(qiáng)度的大��；

(2)若撤去板間磁場，已知離子恰好從下極板的右側(cè)邊緣射出電場，方向與水平方向成30°角，求A點(diǎn)離下極板的高度；以及為了使離子進(jìn)入磁場運(yùn)動后從邊界MP上射出，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B應(yīng)滿足什么條件；

(3)在(2)的情形中，粒子從A點(diǎn)射入到從MP射出的最長時間是多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，由中山大學(xué)發(fā)起的空間引力波探測工程“天琴計劃”于2015年啟動，擬采用三顆全同的衛(wèi)星(SC1、SC2、SC3)構(gòu)成一個邊長約為地球半徑27倍的等邊三角形陣列，地球恰好處于三角形中心，衛(wèi)星將在以地球?yàn)橹行�、高度約10萬公里的軌道上運(yùn)行，對一個周期僅有5.4分鐘的超緊湊雙白矮星系統(tǒng)RX10 806.3＋1 527產(chǎn)生的引力波進(jìn)行探測，若地球近地衛(wèi)星的運(yùn)行周期為T0，則三顆全同衛(wèi)星的運(yùn)行周期最接近(　　)

A. 6T0 B. 30T0 C. 60T0 D. 140T0

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在天體運(yùn)動中，將兩顆彼此相距較近的星體稱為雙星．它們在相互的萬有引力作用下間距保持不變，并沿半徑不同的同心圓軌道做勻速圓周運(yùn)動．如果雙星間距為L，質(zhì)量分別為M1和M2，引力常量為G，試計算：

（1）雙星的軌道半徑R1、R2；

（2）雙星的運(yùn)行周期T；

（3）雙星的線速度v1、v2.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】利用打點(diǎn)計時器測定物體做勻變速直線運(yùn)動時的加速度時，在紙帶上打出一系列的點(diǎn)，如圖所示．設(shè)各相鄰計數(shù)點(diǎn)之間的距離分別為s1，s2， s3，s4 ，相鄰計數(shù)點(diǎn)的時間間隔為T．則下列關(guān)系中正確的是（______）

A．s2－s1＝aT2 B．s4－s1＝3aT2

C．與計數(shù)點(diǎn)2對應(yīng)的速度為v2= D． s1=

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