如圖甲所示，兩個足夠長且電阻不計的光滑金屬軌道，間距L＝1 m，在左端斜軌道部分高h＝1.25 m處放置一金屬桿a，斜軌道與平直軌道區(qū)域以光滑圓弧連接，在平直軌道右端放置另一金屬桿b，桿a、b的電阻分別為Ra＝2 Ω、Rb＝4 Ω．在平面軌道區(qū)域有豎直向上的勻強磁場，磁感應(yīng)強度B＝2 T，現(xiàn)桿b以初速度v0＝5 m/s開始向左滑動，同時由靜止釋放桿a．從a下滑到水平軌道時開始計時，a、b桿運動的速度－時間圖象如圖乙所示．其中ma＝2 kg，mb＝1 kg，g＝10 m/s2，以a的運動方向為正．求：

(1)當桿a在水平軌道上的速度為3 m/s時，桿b的加速度為多少？

(2)在整個運動過程中桿b上產(chǎn)生的焦耳熱．

(3)桿a在斜軌道上運動的時間內(nèi)桿b向左移動的距離．

答案：
解析：

　　解析：(1)設(shè)a剛進入水平軌道時的速度為Va，此時b桿速度為Vb，由圖乙知Vb＝4 m/s

　　由機械能守恒定律：得

　　　　　(1分)

　　進入水平軌道，系統(tǒng)動量守恒

　　　＝0　　(2分)

　　　　(1分)

　　對：

　　×方向向右　　(2分)

　　(2)在水平軌道上運動的過程中先減速，當、桿運動速度相同時，一道勻速，、系統(tǒng)動量守恒，則

　　　　(2分)

　　解得　　(2分)

　　由能量守恒，整個回路產(chǎn)生焦耳熱

　　　　(3分)

　　而桿　　(3分)

　　(3)對b應(yīng)用動量定理：　　(2分)

　　　　(2分)

　　得：x＝1.5 m　　(2分)


練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：

（2011?上饒二模）如圖甲所示，兩個相鄰的有界勻強磁場區(qū)，方向相反，且垂直紙面，磁感應(yīng)強度的大小均為B，磁場區(qū)在y軸方向足夠?qū)挘趚軸方向?qū)挾染鶠閍，一正三角形（中垂線長為a）導線框ABC從圖示位置向右勻速穿過磁場區(qū)域，以逆時針方向為電流的正方向，在圖乙中感應(yīng)電流i與線框移動距離x的關(guān)系圖象正確的是（　�。�

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2013?威海模擬）如圖甲所示，兩個完全相同的平行板電容器PQ和MN，板間距離為d，極板長為L，極板厚度不計．將它們置于圖示方向足夠大的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度為B0，兩電容器極板的左端和右端分別對齊，兩電容器極板所加電壓值相同．一質(zhì)量為m、電荷量為+q、重力不計的粒子從極板P、Q間的中軸線O1O2左邊緣的O1點，以速度v0沿O1O2勻速穿過電容器PQ，經(jīng)過磁場偏轉(zhuǎn)后沿極板M、N的中軸線O3O4做勻速直線運動，又經(jīng)過磁場回到O1點，如此循環(huán)往復．不計電容器之外的電場對粒子運動的影響．求：
（1）極板P、Q，M、N間所加電壓的數(shù)值U．
（2）Q板和M板間的距離x．
（3）粒子從O1點開始運動到再次回到O1點所用的時間．
（4）若撤去電容器上所加的電壓，將原磁場換作按圖乙規(guī)律變化的磁場，取垂直紙面向里為磁場的正方向．粒子仍從O1點沿O1O2在0時刻以速度v0進入電容器PQ，在t0時刻恰好從P板右邊緣水平射出（t0為未知量）．則B1為多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖甲所示，兩個幾何形狀完全相同的平行板電容器PQ和MN，水平置于水平方向的勻強磁場中（磁場區(qū)域足夠大），兩電容器極板的左端和右端分別在同一豎直線上，已知P、Q之間和M、N之間的距離都是d，極板本身的厚度不計，板間電壓都是U，兩電容器的極板長相等．今有一電子從極板PQ中軸線左邊緣的O點，以速度v0沿其中軸線進入電容器，并做勻速直線運動，此后經(jīng)過磁場偏轉(zhuǎn)又沿水平方向進入到電容器MN之間，且沿MN的中軸線做勻速直線運動，再經(jīng)過磁場偏轉(zhuǎn)又通過O點沿水平方向進入電容器PQ之間，如此循環(huán)往復．已知電子質(zhì)量為m，電荷量為e．不計電容之外的電場對電子運動的影響．
（1）試分析極板P、Q、M、N各帶什么電荷？
（2）求Q板和M板間的距離x；
（3）若只保留電容器右側(cè)區(qū)域的磁場，如圖乙所示．電子仍從PQ極板中軸線左邊緣的O點，以速度v0沿原方向進入電容器，已知電容器極板長均為
md2
v
2
0
4eU
．則電子進入電容器MN時距MN中心線的距離？要讓電子通過電容器MN后又能回到O點，還需在電容器左側(cè)區(qū)域加一個怎樣的勻強磁場？

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科目：高中物理 來源：2010年江蘇省淮安市淮陰區(qū)高二第二學期期末物理試卷 題型：選擇題

如圖甲所示，兩個相鄰的有界勻強磁場區(qū)，方向相反，且垂直紙面，磁感應(yīng)強度的大小均為B，以磁場區(qū)左邊界為y軸建立坐標系，磁場區(qū)在y軸方向足夠長，在x軸方向?qū)挾染鶠?i>a。矩形導線框ABCD 的CD邊與y軸重合，AD邊長為a。線框從圖示位置水平向右勻速穿過兩磁場區(qū)域，且線框平面始終保持與磁場垂直。以逆時針方向為電流的正方向，線框中感應(yīng)電流i與線框移動距離x的關(guān)系圖象，正確的是圖乙中的

                              

 

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