如圖所示，質量為m，阻值為R的導體棒ab垂直放在光滑足夠長的U形導軌的底端，U形導軌的頂端連接一個阻值為R的電阻，導軌平面與水平面成角，整個裝置處在與導軌平面垂直的勻強磁場中．現(xiàn)給導體棒沿導軌向上的初速度，在導體棒上升到最高點的過程中電阻上產生了的熱量，返回過程中，導體棒在到達底端前已經做勻速運動，速度大小為．導軌電阻不計，重力加速度為g．求：

(1)導體棒從開始運動到返回底端的過程中，回路中產生的電熱；
(2)導體棒上升的最大高度．
(3)導體棒在底端開始運動時的加速度大小；

．（1）（2）（3）

解析試題分析：（1）根據(jù)能量守恒定律，得 ①
（2）設上升的最大高度為h，由動能定理
  ②
電阻R上產生的熱量為，導體棒與電阻的阻值相等，則整個回路上升過程中產生的熱量為2， ③

（3）在底端，設棒上電流為I，加速度為a，由牛頓第二定律，則：
 ④
由歐姆定律，得 ⑤
 ⑥
∵棒到達底端前已經做勻速運動
 ⑦
以上方程聯(lián)立可得
考點：此題為綜合性題目，考查法拉第電磁感應定律及能量守恒定律、牛頓第二定律、動能定理等知識點。同時考查學生綜合運用知識的能力。

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖所示，質量為M ="2.0" kg的小車A靜止在光滑水平面上，A的右端停放有一個質量為m ="0.10" kg帶正電荷q ="5.0" ´10-2 C的小物體B，整個空間存在著垂直紙面向里磁感應強度B =2.0T的勻強磁場�，F(xiàn)從小車的左端，給小車A一個水平向右的瞬時沖量I ="26" N·s，使小車獲得一個水平向右的初速度，此時物體B與小車A之間有摩擦力作用，設小車足夠長，g 取10m/s2。求：

（1）瞬時沖量使小車獲得的動能Ek；
（2）物體B的最大速度vm，并在v-t坐標系中畫出物體B的速度隨時間變化的示意圖像；
（3）在A與B相互作用過程中系統(tǒng)增加的內能Ｅ熱．

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖所示，在xOy平面直角坐標系中，直角三角形MNL內存在垂直于xOy平面向里磁感應強度為B的勻強磁場，三角形的一直角邊ML長為6a，落在y軸上，∠NML = 30°，其中位線OP在x軸上.電子束以相同的速度v0從y軸上-3a≤y≤0的區(qū)間垂直于y軸和磁場方向射入磁場，已知從y軸上y=-2a的點射入磁場的電子在磁場中的軌跡恰好經過點.若在直角坐標系xOy的第一象限區(qū)域內，加上方向沿y軸正方向、大小為E=Bv0的勻強電場，在x=3a處垂直于x軸放置一平面熒光屏，與x軸交點為Q.忽略電子間的相互作用，不計電子的重力.試求：

（1）電子的比荷；
（2）電子束從+y軸上射入電場的縱坐標范圍；
（3）從磁場中垂直于y軸射入電場的電子打到熒光屏上距Q點的最遠距離。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

寬度為L，足夠長的光滑傾斜導軌與水平面間夾角為θ，勻強磁場磁 感應強度為B，方向垂直于導軌向上，范圍足夠大，導軌的上端連著一個阻值為R的電阻，下端連著一個阻值為2R的電阻，導軌電阻不計。金屬棒ab長為L，質量為m，電阻也為R，垂直地放在導軌上。在某一平行于導軌向上的恒力(圖中未畫出)的作用下，ab棒從靜止開始沿導軌向上運動，最后達到穩(wěn)定的運動狀態(tài)。整個過程中，通過斜面底端電阻2R的最大電流為I，求：

(1)通過ab棒的最大電流；(2)ab棒的最大加速度；(3)ab棒的最大速度。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖所示，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ為電場和磁場的理想邊界，一束電子（電量為e，質量為m，重力不計）由靜止狀態(tài)從P點經過Ⅰ、Ⅱ間的電場加速后垂直到達邊界Ⅱ的Q點。勻強磁場的磁感應強度為B，磁場邊界寬度為d，電子從磁場邊界Ⅲ穿出時的速度方向與電子原來的入射方向夾角為30°。求：

（1）電子在磁場中運動的時間t；
（2）若改變PQ間的電勢差，使電子剛好不能從邊界Ⅲ射出，則此時PQ間的電勢差U是多少？ 

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖所示，在坐標系xOy中，y軸右側有一勻強電場；在第二、三象限內有一有界勻強磁場，其上、下邊界無限遠，右邊界為y軸、左邊界為平行于y軸的虛線，磁場的磁感應強度大小為B，方向垂直紙面向里。一帶正電，電量為q、質量為m的粒子以某一速度自磁場左邊界上的A點射入磁場區(qū)域，并從O點射出，粒子射出磁場的速度方向與x軸的夾角θ＝45°，大小為v．粒子在磁場中的運動軌跡為紙面內的一段圓弧，且弧的半徑為磁場左右邊界間距的倍。粒子進入電場后，在電場力的作用下又由O點返回磁場區(qū)域，經過一段時間后再次離開磁場。已知粒子從A點射入到第二次離開磁場所用的時間恰好等于粒子在磁場中做圓周運動的周期。忽略重力的影響。求：

（1）粒子經過A點時速度的方向和A點到x軸的距離；
（2）勻強電場的大小和方向；
（3）粒子從第二次離開磁場到再次到達磁場所用的時間。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖所示的平面直角坐標系xOy，在第Ⅰ象限內有平行于y軸的勻強電場，方向沿y正方向；在第Ⅳ象限的正三角形abc區(qū)域內有勻強電場，方向垂直于xOy平面向里，正三角形邊長為L，且ab邊與y軸平行。一質量為m、電荷量為q的粒子，從y軸上的P（0，h）點，以大小為v0的速度沿x軸正方向射入電場，通過電場后從x軸上的a（2h，0）點進入第Ⅳ象限，又經過磁場從y軸上的某點進入第Ⅲ象限，且速度與y軸負方向成45°角，不計粒子所受的重力。求：

（1）電場強度E的大��；
（2）粒子到達a點時速度的大小和方向；
（3）abc區(qū)域內磁場的磁感應強度B的最小值。

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科目：高中物理 來源： 題型：單選題

A、B兩物體質量均為m，A置于光滑水平面上，B置于粗糙水平面上，用相同水平力F分別推A和B，使它們前進相同的位移。假設力F對物體A做的功為W1，對B做的功為W2，力F對物體A做功的平均功率為P1， 對B做功的平均功率為P2。以下關系正確的是               （      ）
A． W1= W2 ，P1= P2          B．W1= W2 ，P1> P2
C． W1>W2， P1> P2           D． W1> W2 ，P1= P2

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科目：高中物理 來源： 題型：單選題

如圖所示，水平傳送帶長為L，始終以速度v保持勻速運動，把質量為m的貨物無初速地放到A點，當貨物運動到AC的中點B時速度恰為v，而后被傳送到C點。貨物與皮帶間的動摩擦因數(shù)為μ，則貨物從A點到C點的過程中

A．摩擦力對貨物做的功為
B．摩擦力對貨物做功的平均功率為
C．傳送帶克服摩擦力做功為
D．傳送帶克服摩擦力做功的平均功率為

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