【題目】如圖所示，處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的兩根足夠長(zhǎng)、電阻不計(jì)的平行金屬導(dǎo)軌相距L=1m，導(dǎo)軌平面與水平面成θ=37°角，下端連接阻值為R=4Ω的電阻．勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)軌平面向下，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T．質(zhì)量為m=0.4kg、電阻r=1Ω的金屬棒放在兩導(dǎo)軌上，棒與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸，它們之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.25，金屬棒以初速度V=20m/s沿導(dǎo)軌滑下，g取10m/s2 ， sin37°=0.6，cos37°=0.8．求：

（1）金屬棒沿導(dǎo)軌下滑的最大加速度；
（2）金屬棒下滑時(shí)電阻R消耗的最小功率．

【答案】
（1）解：金屬棒開始下滑時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，設(shè)對(duì)應(yīng)電流為I1，則有：E=BLv0

I1=

金屬棒開始下滑時(shí)加速度最大，有：BI1L+μmgcosθ﹣mgsinθ=mam

得：am=6m/s2，方向沿導(dǎo)軌向上．

答：金屬棒沿導(dǎo)軌下滑的最大加速度為6m/s2；


（2）解：由平衡條件有：mgsinθ﹣μmgcosθ=BI2L

R消耗的電功率為：P=I22R

解得：P=10.24W

答：金屬棒下滑時(shí)電阻R消耗的最小功率為10.24W．


【解析】（1）剛開始下滑時(shí)加速度最大，導(dǎo)體棒受安培力，只受重力、支持力和摩擦力，則由牛頓第二定律可求得加速度；（2）由平衡條件可求得電流大小，則由功率公式可求電阻R的功率．
【考點(diǎn)精析】本題主要考查了安培力的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，需要掌握安培力做功與路徑有關(guān)，繞閉合回路一周，安培力做的功可以為正，可以為負(fù)，也可以為零，而不像重力和電場(chǎng)力那樣做功總為零才能正確解答此題．

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，在粗糙水平地面上放著一個(gè)截面為四分之一圓弧的柱狀物體A，A的左端緊靠豎直墻，A與豎直墻之間放一光滑圓球B，整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)，若把A向右移動(dòng)少許后，它們?nèi)蕴幱陟o止?fàn)顟B(tài)，則（ ）

A.B對(duì)墻的壓力增大
B.A與B之間的作用力增大
C.地面對(duì)A的摩擦力減小
D.A對(duì)地面的壓力減小

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，A、B兩物體靠在一起靜止放在粗糙水平面上，質(zhì)量分別為mA=1kg，mB=4kg，A、B與水平面間的滑動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.6，g取10m/S2 ， 若用水平力FA=6N推A物體． 則下列有關(guān)說(shuō)法正確的是（ ）

A.A對(duì)B的水平推力為6N
B.B物體受4個(gè)力作用
C.A物體受到水平面向左的摩擦力，大小為6N
D.若FA變?yōu)?0N，則A對(duì)B的推力為32N

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，傾角為30°的光滑斜面的下端有一水平傳送帶，傳送帶正以6m/s速度運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)方向如圖所示．一個(gè)質(zhì)量為m的物體（物體可以視為質(zhì)點(diǎn)），從h=3.2m高處由靜止沿斜面下滑，物體經(jīng)過(guò)A點(diǎn)時(shí)，不管是從斜面到傳送帶還是從傳送帶到斜面，都不計(jì)其速率變化．物體與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5，重力加速度g=10m/s2 ， 則：

（1）物體由靜止沿斜面下滑到斜面末端需要多長(zhǎng)時(shí)間；
（2）物體在傳送帶上向左運(yùn)動(dòng)的最遠(yuǎn)距離（傳送帶足夠長(zhǎng)）；
（3）物體第一次通過(guò)傳送帶返回A點(diǎn)后，沿斜面上滑的最大高度為多少．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】2016年CCTV﹣1綜合頻道在黃金時(shí)間播出了電視劇《陸軍一號(hào)》，其中直升機(jī)搶救傷員的情境深深感動(dòng)了觀眾．假設(shè)直升機(jī)放下繩索吊起傷員后（如圖甲所示），豎直方向的速度圖象和水平方向的位移圖象分別如圖乙、丙所示，若不計(jì)空氣阻力，則（ ）

A.傷員一直處于失重狀態(tài)
B.繩索中拉力方向一定沿豎直向上
C.地面上觀察到傷員的運(yùn)動(dòng)軌跡是一條傾斜向上的直線
D.繩索中拉力先大于重力，后小于重力

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】在做“研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)時(shí)，讓小球多次沿同一軌道運(yùn)動(dòng)，通過(guò)描點(diǎn)法畫出小球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡．
（1）為了能較準(zhǔn)確地描繪運(yùn)動(dòng)軌跡，下面列出了一些操作要求，將你認(rèn)為正確的選項(xiàng)填在橫線上 ．
A.通過(guò)調(diào)節(jié)使斜槽末端的切線保持水平
B.實(shí)驗(yàn)所用斜槽的軌道必須是光滑的
C.每次必須由靜止釋放小球，而釋放小球的位置始終相同
D.將球的位置標(biāo)在紙上后，取下紙，用直尺將點(diǎn)連成折線
（2）某同學(xué)在做實(shí)驗(yàn)時(shí)，用一張印有小方格的紙記錄軌跡，小方格的邊長(zhǎng)L=10cm，若小球在平拋運(yùn)動(dòng)途中的幾個(gè)位置如圖所示的a、b、c、d，則小球平拋的初速度為v0=m/s，小球過(guò)c點(diǎn)時(shí)速度的大小為 m/s（結(jié)果可含根式，g取10m/s2）．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，已知半徑分別為R和r（R＞r）的甲、乙兩個(gè)光滑的圓形軌道安置在同一豎直平面上，甲軌道左側(cè)又連接一個(gè)光滑的軌道，兩圓形軌道之間由一條水平軌道CD相連．一小球自某一高度由靜止滑下，先滑上甲軌道，通過(guò)動(dòng)摩擦因數(shù)為μ的CD段，又滑上乙軌道，最后離開圓軌道．若小球在兩圓軌道的最高點(diǎn)對(duì)軌道壓力都恰好為零．試求：

（1）小球分別經(jīng)過(guò)C、D時(shí)的速度VC和VD的大小；
（2）小球由靜止釋放時(shí)的高度h；
（3）水平CD段的長(zhǎng)度l．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】輕質(zhì)彈簧的一端固定于豎直墻壁，另一端與一木塊連接在一起，木塊放在粗糙的水平地面上．在外力作用下，木塊將彈簧壓縮了一段距離后靜止于A點(diǎn)，如圖所示．現(xiàn)撤去外力，木塊向右運(yùn)動(dòng)，當(dāng)它運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)時(shí)彈簧恰好恢復(fù)原長(zhǎng)．在此過(guò)程中（ ）

A.木塊的速度先增大后減小
B.木塊的加速度先增大后減小
C.彈簧的彈性勢(shì)能先減小后增大
D.彈簧減小的彈性勢(shì)能等于木塊增加的動(dòng)能

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖甲所示，是由兩塊粗糙程度不同的木板A、B平滑連接在一起，其中A板傾角可調(diào)．現(xiàn)讓一滑塊從高h(yuǎn)處由靜止滑下，在水平板上滑行x后停止運(yùn)動(dòng)．改變h大小但保持距離d不變的情況下描繪出的x﹣h圖象如圖乙所示．則滑塊與木板A、B間的動(dòng)摩擦因數(shù)分別為（ ）

A. ，
B. ，
C. ，
D. ，

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