（16分） 如圖所示，兩足夠長平行光滑的水平金屬導(dǎo)軌MN、PQ相距為，兩軌道與等寬的平行金屬導(dǎo)軌、相連，、之間接有電阻。傾斜軌道面與水平面所成夾角為，傾斜軌道處有磁感應(yīng)強度為的勻強磁場垂直、導(dǎo)軌平面向上。在水平軌道、處有磁感應(yīng)強度為豎直向上的勻強磁場。今有一質(zhì)量為、電阻為的金屬棒從傾斜軌道上距離下端為處由靜止釋放（金屬棒始終與軌道垂直），已知金屬棒與傾斜軌道間動摩擦因數(shù)為，金屬棒到達傾斜軌道底端前已勻速運動，通過底端進入水平軌道時速度大小不改變(取。求：

（1）金屬棒在運動過程中的最大速度。

（2）金屬棒在水平軌道上運動的距離（提示：在非勻變速直線運動中，牛頓定律可寫成：，其中是合外力的平均值、是加速度平均值）。

（3）整個過程中電阻上產(chǎn)生的熱量。

 

 

 

 

解析: (1)當(dāng)金屬棒勻速下滑時速度最大,設(shè)最大速度為

-------------2分

  ---------------2分

  --------------------------------1分

(2)

------------2分

------------2分

----------------1分

(3) 由能量守恒知,放出的總電熱為

-----------3分

電阻上產(chǎn)生的熱量

-------------------------2分

-------------------------- 1分

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

（2010?普陀區(qū)一模）如圖所示，兩足夠長的平行光滑的金屬導(dǎo)軌MN、PQ相距為，導(dǎo)軌平面與水平面的夾角=30°，導(dǎo)軌電阻不計，磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場垂直于導(dǎo)軌平面向上．長為 的金屬棒 垂直于MN、PQ放置在導(dǎo)軌上，且始終與導(dǎo)軌接觸良好，金屬棒的質(zhì)量為、電阻為r=R．兩金屬導(dǎo)軌的上端連接一個燈泡，燈泡的電阻RL=R，重力加速度為g．現(xiàn)閉合開關(guān)S，給金屬棒施加一個方向垂直于桿且平行于導(dǎo)軌平面向上的、大小為F=mg的恒力，使金屬棒由靜止開始運動，當(dāng)金屬棒達到最大速度時，燈泡恰能達到它的額定功率．求：
（1）金屬棒能達到的最大速度vm；
（2）燈泡的額定功率PL；
（3）金屬棒達到最大速度的一半時的加速度a；
（4）若金屬棒上滑距離為L時速度恰達到最大，求金屬棒由靜止開始上滑4L的過程中，金屬棒上產(chǎn)生的電熱Qr．

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，兩足夠長平行光滑的金屬導(dǎo)軌MN、PQ相距為L，導(dǎo)軌平面與水平面夾角α=30°，導(dǎo)軌電阻不計．磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場垂直導(dǎo)軌平面向上，長為L的金屬棒ab垂直于MN、PQ放置在導(dǎo)軌上，且始終與導(dǎo)軌電接觸良好，金屬棒的質(zhì)量為m、電阻為R．兩金屬導(dǎo)軌的上端連接右端電路，燈泡的電阻RL=4R，定值電阻R1=2R，電阻箱電阻調(diào)到使R2=12R，重力加速度為g，現(xiàn)將金屬棒由靜止釋放，試求：
（1）金屬棒下滑的最大速度為多大？
（2）當(dāng)金屬棒下滑距離為S0時速度恰達到最大，求此過程中整個電路產(chǎn)生的電熱．

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，兩足夠長平行金屬導(dǎo)軌固定在水平面上，勻強磁場方向垂直導(dǎo)軌平面向下，金屬棒ab、cd與導(dǎo)軌構(gòu)成閉合回路且都可沿導(dǎo)軌無摩擦滑動，兩金屬棒ab、cd的質(zhì)量之比為2：1，用一沿導(dǎo)軌方向的恒力F水平向右拉金屬棒cd，經(jīng)過足夠長時間以后（　　）

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，兩足夠長的平行粗糙的金屬導(dǎo)軌MN、PQ相距為L=1m，導(dǎo)軌平面與水平面夾角α=30°，導(dǎo)軌電阻不計．磁感應(yīng)強度為B1=2T的勻強磁場垂直導(dǎo)軌平面向上，長為L=1m的金屬棒ab垂直于MN、PQ放置在導(dǎo)軌上，兩者間的動摩擦因數(shù)μ=
3
/3，金屬棒的質(zhì)量為m1=2kg、電阻為R1=1Ω．兩金屬導(dǎo)軌的上端連接右側(cè)電路，電路中通過導(dǎo)線接一對水平放置的平行金屬板，兩板間的距離和板長均為d=0.5m，定值電阻為R2=3Ω，現(xiàn)閉合開關(guān)S并將金屬棒在恒定外力F=28N作用下從靜止開始向上運動，重力加速度為g=10m/s2，試求：
（1）如果導(dǎo)軌足夠長，金屬棒最終的速度為多大？
（2）當(dāng)金屬棒達到穩(wěn)定狀態(tài)時，R2上消耗的電功率P為多少？
（3）當(dāng)金屬棒穩(wěn)定下滑時，在水平放置的平行金屬間加一垂直于紙面向里的勻強磁場B2=3T，在下板的右端且非常靠近下板的位置有一質(zhì)量為m2=2.4×10-4 kg、帶電量為q=-1×10-4 C的液滴以初速度v水平向左射入兩板間，該液滴可視為質(zhì)點．要使帶電粒子能從金屬板間射出，初速度v應(yīng)滿足什么條件？

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，兩足夠長平行光滑的金屬導(dǎo)軌M N、PQ相距為L，導(dǎo)軌平面與水平面間的夾角為θ，導(dǎo)軌電阻不計，質(zhì)量為m、電阻為R的金屬棒ab垂直于MN、PQ放置在導(dǎo)軌上，且始終與導(dǎo)軌接觸良好，圖中定值電阻的阻值也為R，導(dǎo)軌平面處于磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，且導(dǎo)軌平面垂直于磁場方向．當(dāng)開關(guān)S處于位置1與電源相連時，棒ab恰好能靜止在光滑的導(dǎo)軌上；當(dāng)開關(guān)S處于位置2時，棒ab從靜止開始沿導(dǎo)軌下滑，已知棒沿導(dǎo)軌下滑的位移為x時開始做勻速運動，求：
（1）開關(guān)S處于位置1時，通過棒ab的電流大�。�
（2）開關(guān)S處于位置2時，棒ab勻速運動時速度大��；
（3）棒ab從靜止開始到下滑位移x的過程中，流過電阻R的電量及R上產(chǎn)生的焦耳熱．

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