【題目】如圖所示，豎直平面內(nèi)有一半徑為r、電阻為R1、粗細(xì)均勻的光滑半圓形金屬環(huán)，在M、N處與距離為2r、電阻不計(jì)的平行光滑金屬導(dǎo)軌ME、NF相接，E、F之間接有電阻R2，已知R1=12R，R2=4R。在MN上方及CD下方有水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)Ⅰ和Ⅱ，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B�，F(xiàn)有質(zhì)量為m、電阻不計(jì)的導(dǎo)體棒ab，從半圓環(huán)的最高點(diǎn)A處由靜止下落，在下落過(guò)程中導(dǎo)體棒始終保持水平，與半圓形金屬環(huán)及軌道接觸良好，設(shè)平行導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)。已知導(dǎo)體棒下落時(shí)的速度大小為v1，下落到MN處時(shí)的速度大小為v2。

(1)求導(dǎo)體棒ab從A處下落時(shí)的加速度大小a；

(2)若導(dǎo)體棒ab進(jìn)入磁場(chǎng)Ⅱ后棒中電流大小始終不變，求磁場(chǎng)Ⅰ和Ⅱ之間的距離h；

(3)當(dāng)ab棒通過(guò)MN以后將半圓形金屬環(huán)斷開(kāi)，同時(shí)將磁場(chǎng)Ⅱ的CD邊界略微上移，導(dǎo)體棒ab剛進(jìn)入磁場(chǎng)Ⅱ時(shí)的速度大小為v3，設(shè)導(dǎo)體棒ab在磁場(chǎng)Ⅱ下落高度H剛好達(dá)到勻速，則導(dǎo)體棒ab在磁場(chǎng)Ⅱ下落高度H的過(guò)程中電路所產(chǎn)生的熱量是多少？

【答案】(1)；(2)；(3)

【解析】

(1)以導(dǎo)體棒為研究對(duì)象，棒在磁場(chǎng)Ⅰ中切割磁感線，棒中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，導(dǎo)體棒ab從A下落時(shí)，導(dǎo)體棒在重力與安培力作用下做加速運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律得

又因?yàn)?/span>

由以上各式可得到

(2)當(dāng)導(dǎo)體棒ab通過(guò)磁場(chǎng)Ⅱ時(shí)，若安培力恰好等于重力，棒中電流大小始終不變，即

聯(lián)立解得

導(dǎo)體棒從MN到CD做加速度為g的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則有

聯(lián)立解得

(3)當(dāng)導(dǎo)體棒達(dá)到勻速時(shí)

根據(jù)動(dòng)能定理可得

聯(lián)立解得

根據(jù)功能關(guān)系可知

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】利用如圖所示的裝置，某同學(xué)設(shè)計(jì)了以下兩種方法測(cè)定斜面上動(dòng)滑塊的瞬時(shí)速度。

方法（1）：事先測(cè)定遮光板的寬度為L，當(dāng)滑塊經(jīng)過(guò)斜面上的B點(diǎn)時(shí)，固定在B點(diǎn)的光電門（圖中沒(méi)有畫出）測(cè)出遮光板經(jīng)過(guò)B點(diǎn)的時(shí)間為，則遮光板經(jīng)過(guò)B點(diǎn)的過(guò)程中平均速度為__________，這個(gè)平均速度可以近似表示遮光板中央經(jīng)過(guò)B點(diǎn)的瞬時(shí)速度。

方法（2）：若遮光板的寬度未測(cè)定，而滑塊以加速度a勻加速下滑，遮光板的前端到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度為v，光電門測(cè)出遮光板經(jīng)過(guò)B點(diǎn)的時(shí)間為，則遮光板經(jīng)過(guò)B點(diǎn)過(guò)程的中間時(shí)刻的速度為__________（用a、v、表示），這個(gè)速度也可以近似表示遮光板中央經(jīng)過(guò)B點(diǎn)的瞬時(shí)速度。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】2019年12月27日晚，我國(guó)的長(zhǎng)征五號(hào)遙三運(yùn)載火箭在海南文昌一飛沖天，并將目前我國(guó)研制的最重地球同步軌道衛(wèi)星——實(shí)踐二十號(hào)成功送入太空預(yù)定軌道，一掃兩年多前遙二火箭發(fā)射失利的陰霾，展現(xiàn)出“王者歸來(lái)”的英雄氣概。作為重型運(yùn)載火箭，其肩負(fù)著發(fā)射大型航天器、實(shí)施月球采樣返回、開(kāi)展火星探測(cè)等一系列后續(xù)重要航天任務(wù)，已知地球的質(zhì)量為M，平均半徑為R，自轉(zhuǎn)角速度為ω，引力常量為G，下列說(shuō)法正確的是（　�。�

A.在發(fā)射火星的衛(wèi)星時(shí)，發(fā)射速度大于第一宇宙速度即可成功

B.實(shí)踐二十號(hào)的預(yù)定軌道離地高度為h=

C.實(shí)踐二十號(hào)的發(fā)射速度大小介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之間

D.實(shí)踐二十號(hào)由于質(zhì)量較大，其在軌道運(yùn)行時(shí)速率小于質(zhì)量較小的同步衛(wèi)星

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖甲所示，在光滑水平面上有一小車，其質(zhì)量M=2kg，車上放置有質(zhì)量mA=2kg木板A，木板上有可視為質(zhì)點(diǎn)的物體B，其質(zhì)量mB=4kg。已知木板A與小車間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ0=0.3。A、B緊靠車廂前壁，A的左端與小車后壁間的距離為x=2m�，F(xiàn)對(duì)小車施加水平向有的恒力F，使小車從靜止開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)1s木板A與車廂后壁發(fā)生碰撞，該過(guò)程中A的速度一時(shí)間圖像如圖乙所示，已知重力加速度大小g=10m/s2，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力。

(1)求A、B間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ；

(2)求恒力F的大��；

(3)若木板A與小車后壁碰撞后粘在一起（碰撞時(shí)間極短），碰后立即撤去恒力F，若要使物體B不與小車后壁發(fā)生碰撞，則小車車廂前、后壁間距L至少為多少？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】2019年5月16日消息，在美國(guó)俄亥俄州一所中學(xué)發(fā)現(xiàn)放射性污染后，家長(zhǎng)指責(zé)能源部門的失職。下列有關(guān)放射性元素的說(shuō)法中正確的是（　�。�

A.Th釷核發(fā)生一次衰變時(shí)，生成的新核與原來(lái)的原子核相比，核子數(shù)減少了4個(gè)

B.1896年貝克勒爾發(fā)現(xiàn)天然放射現(xiàn)象揭開(kāi)原子核內(nèi)部信息認(rèn)為原子核是可分的，從原子核內(nèi)部釋放的射線有射線、射線和射線，X射線

C.放射性元素衰變的快慢與溫度有關(guān)，溫度越高衰變?cè)娇?/span>

D.放射性元素發(fā)生衰變時(shí)所釋放的電子是原子核內(nèi)的質(zhì)子轉(zhuǎn)化為中子時(shí)產(chǎn)生的

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，一枚手榴彈開(kāi)始時(shí)在空中豎直下落，到某位置時(shí)爆炸成a、b兩塊，已知兩塊同時(shí)落地，其中a落地時(shí)飛行的水平距離OA大于b落地時(shí)飛行的水平距離OB，下列說(shuō)法中正確的是（　　）

A. 爆炸瞬間a、b兩塊的速度變化量大小相等

B. a、b兩塊落地時(shí)的速度大小相等

C. 爆炸瞬間a、b兩塊的動(dòng)量變化量大小相等

D. 爆炸瞬間a、b兩塊的動(dòng)能變化量相等

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，有同種材料制成的質(zhì)量分別為的滑塊，用一質(zhì)量不計(jì)的勁度系數(shù)為的彈簧連接并放在粗糙的水平面上，已知兩滑塊與水平面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，開(kāi)始將彈簧壓縮時(shí)，兩滑塊處于靜止?fàn)顟B(tài)，重力加速度，現(xiàn)在一大小恒為的外力拉力滑塊B，則( )

A.水平面對(duì)滑塊A的摩擦力為

B.水平面對(duì)滑塊A的摩擦力為

C.水平面對(duì)滑塊B的摩擦力為

D.水平面對(duì)滑塊B的摩擦力為

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，左端接有阻值為R的足夠長(zhǎng)的平行光滑導(dǎo)軌CE、DF的間距為L，導(dǎo)軌固定在水平面上，且處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一質(zhì)量為m、電阻為r的金屬棒ab垂直導(dǎo)軌放置在導(dǎo)軌上靜止，導(dǎo)軌的電阻不計(jì)。某時(shí)刻給金屬棒ab一個(gè)水平向右的瞬時(shí)沖量I，導(dǎo)體棒將向右運(yùn)動(dòng)，最后停下來(lái)，則此過(guò)程（　�。�

A.金屬棒做勻減速直線運(yùn)動(dòng)直至停止運(yùn)動(dòng)

B.電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為

C.通過(guò)導(dǎo)體棒ab橫截面的電荷量為

D.導(dǎo)體棒ab運(yùn)動(dòng)的位移為

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，在第一象限有一勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)大小為E，方向與y軸平行；在x軸下方有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向與紙面垂直。一質(zhì)量為m、電荷量為（）的粒子以平行x軸的速度從y軸上的P點(diǎn)處射入電場(chǎng)，在x軸上的Q點(diǎn)處進(jìn)入磁場(chǎng)，并從坐標(biāo)原點(diǎn)O離開(kāi)磁場(chǎng)。已知OP=L，OQ=2L。不計(jì)粒子重力。求：

（1）粒子從P點(diǎn)入射的速度的大小；

（2）粒子第一次在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間；

（3）勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。

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