【題目】如圖所示，兩根足夠長的固定平行金屬導軌位于傾角θ＝30°的粗糙斜面上，導軌上、下端各接有阻值R＝20Ω的電阻，導軌電阻忽略不計，導軌寬度L＝2m，在整個導軌平面內(nèi)都有垂直于導軌平面向上的勻強磁場，磁感應強度B＝1T。質(zhì)量m＝0.1kg、連入電路的電阻r＝10Ω的金屬棒ab在較高處由靜止釋放，當金屬棒ab下滑高度h＝3m時，速度恰好達到最大值v＝2m/s。金屬棒ab在下滑過程中始終與導軌垂直且接觸良好。g取10m/s2；求：

(1)金屬棒ab由靜止至下滑高度為3m的運動過程中機械能的減少量；

(2)求金屬棒與斜面之間的摩擦力；

(3)金屬棒ab由靜止至下滑高度為3m的運動過程中導軌上端電阻R中產(chǎn)生的焦耳熱。

【答案】(1)2.8J；(2)0.1N；(3)0.55J

【解析】

(1)金屬棒ab機械能的減少量

ΔE＝mgh－mv2＝2.8J

(2)速度最大時金屬棒ab產(chǎn)生的電動勢

E＝BLv

產(chǎn)生的電流

此時的安培力

F＝BIL

由題意可知，所受摩擦力

Ff＝mgsin30°－F=0.1N

(3)由能量守恒得，損失的機械能等于金屬棒ab克服摩擦力做功和產(chǎn)生的電熱之和，電熱

上端電阻R中產(chǎn)生的熱量

QR＝Q

聯(lián)立以上幾式得

QR＝0.55J

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲所示，一塊質(zhì)量為mA=2kg的木板A靜止在水平地面上，一個質(zhì)量為mB=1kg的滑塊B靜止在木板的左端，對B施加一向右的水平恒力F，一段時間后B從A右端滑出，A繼續(xù)在地面上運動一段距離后停止，此過程中A的速度隨時間變化的圖像如圖乙所示．設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度取g=10m/s2．則下列說法正確的是

A.滑塊與木板之間的動摩擦因數(shù)為0.6

B.木板與地面之間的動摩擦因數(shù)為0.1

C.F的大小可能為9N

D.F的大小與板長L有關

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】三根平行的長直導體棒分別過正三角形ABC的三個頂點，并與該三角形所在平面垂直，各導體棒中均通有大小相等的電流，方向如圖所示．則三角形的中心O處的合磁場方向為(　 　)

A.平行于AB，由A指向BB.平行于BC，由B指向C

C.平行于CA，由C指向AD.由O指向C

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】關于磁感應強度的概念，下列說法正確的是（ ）

A. 由磁感應強度定義式B=可知，在磁場中某處，B與F成正比，B與IL成反比

B. 一小段通電導線在某處不受磁場力作用，該處的磁感應強度一定為零

C. 磁場中某處磁感應強度的方向，與直線電流在該處所受磁場力方向相同

D. 磁場中某處磁感應強度的大小與放在磁場中通電導線長度、電流大小及所受磁場力的大小均無關

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】質(zhì)量分別為m1和m2、電荷量分別為q1和q2的兩粒子在同一勻強磁場中做勻速圓周運動，已知兩粒子的動量大小相等。下列說法正確的是

A.若q1=q2，則它們做圓周運動的半徑一定相等

B.若m1=m2，則它們做圓周運動的周期一定相等

C. 若q1≠q2，則它們做圓周運動的半徑一定不相等

D. 若m1≠m2，則它們做圓周運動的周期一定不相等

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】圖中虛線框內(nèi)存在一沿水平方向、且與紙面垂直的勻強磁場。現(xiàn)通過測量通電導線在磁場中所受的安培力，來測量磁場的磁感應強度大小、并判定其方向。所用部分器材已在圖中給出，其中D為位于紙面內(nèi)的U形金屬框，其底邊水平，兩側邊豎直且等長；E為直流電源；R為電阻箱；為電流表；S為開關。此外還有細沙、天平、米尺和若干輕質(zhì)導線。

(1)在圖中畫線連接成實驗電路圖。

(2)完成下列主要實驗步驟中的填空：

①按圖接線。

②保持開關S斷開，在托盤內(nèi)加入適量細沙，使D處于平衡狀態(tài)；然后用天平稱出細沙質(zhì)量m1。

③閉合開關S，調(diào)節(jié)R的值使電流大小適當，在托盤內(nèi)重新加入適量細沙，使D________；然后讀出________，并用天平稱出________。

④用米尺測量________。

(3)用測量的物理量和重力加速度g表示磁感應強度的大小，可以得出B＝________。

(4)判定磁感應強度方向的方法是：若________，磁感應強度方向垂直紙面向外；反之，磁感應強度方向垂直紙面向里。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】鋼筒容積20升，貯有10個大氣壓的氧氣，今用5升真空小瓶取用，直到鋼筒中氧氣壓強降為2個大氣壓為止，設取用過程中溫度不變，小瓶可耐10個大氣壓。

(1)若用多個5升真空小瓶同時分裝，可裝多少瓶？

(2)若用5升真空小瓶依次取用，可裝多少瓶？（）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，金屬導軌平面動摩擦因數(shù)＝0.2，與水平方向成θ＝37°角，其一端接有電動勢E＝4.5V，內(nèi)阻r＝0.5Ω的直流電源。現(xiàn)把一質(zhì)量m＝0.1kg的導體棒ab放在導軌上，導體棒與導軌接觸的兩點間距離L＝2m，電阻R＝2.5Ω，金屬導軌電阻不計。在導軌所在平面內(nèi)，分布著磁感應強度B＝0.5T，方向豎直向上的勻強磁場。己知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g＝10m/s2（不考慮電磁感應影響），求：

(1)通過導體棒中電流大小和導體棒所受安培力大小；

(2)導體棒加速度大小和方向。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】有一交流發(fā)電機，內(nèi)阻不計，產(chǎn)生的電動勢隨時間變化的規(guī)律如圖所示。將阻值為R=5Ω的電阻接到發(fā)電機上。求：

(1)寫出感應電動勢的瞬時值表達式；

(2)已知發(fā)電機線圈面積S=10cm2，總匝數(shù)n=20匝，求勻強磁場的磁感應強度大小B；

(3)電阻消耗的電功率P 。

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