如圖所示，光滑平行導(dǎo)軌僅其水平部分處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，金屬桿b靜止在導(dǎo)軌的水平部分上，金屬桿a沿導(dǎo)軌的弧形部分從離地h處由靜止開(kāi)始下滑，運(yùn)動(dòng)中兩桿始終與軌道垂直并接觸良好且它們之間未發(fā)生碰撞，已知a桿的質(zhì)量ma=m0，b桿的質(zhì)量mb=
4
3
m0，且水平導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)．
（1）a和b的最終速度分別是多大？
（2）整個(gè)過(guò)程中回路釋放的電能是多少？
（3）若已知a、b桿的電阻之比Ra：Rb=3：4，其余電阻不計(jì)，則整個(gè)過(guò)程中a、b上產(chǎn)生的熱量分別是多少？
（1）a棒由斜面下落過(guò)程中 magh=
1
2
mav12
解得：v1=
2gh

在水平面上a、b最后以相同的速度勻速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)動(dòng)量守恒定律得 mav1=（ma+mb）v2
解得：v2=
3
7
2gh

（2）全程由能量守恒得：E=magh-
1
2
（ma+mb）v22=
4
7
m0gh
（3）Ra、Rb串聯(lián)由 Q=I2Rt 得 Qa=
3
7
E=
12
49
m0ghQb=
4
7
E=
16
49
m0gh
答：
（1）a和b的最終速度分別是
2gh
，
3
7
2gh
．
（2）整個(gè)過(guò)程中回路釋放的電能是
4
7
m0gh．
（3）若已知a、b桿的電阻之比Ra：Rb=3：4，其余電阻不計(jì)，則整個(gè)過(guò)程中a、b上產(chǎn)生的熱量分別是
12
49
m0gh，
16
49
m0gh．
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

置入某磁場(chǎng)中的線圈位置、形狀不變，穿過(guò)線圈的磁場(chǎng)感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖所示，則該線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)（　�。�
A．均勻增加B．均勻減小C．保待不變D．為零

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

由法拉第電磁感應(yīng)定律知（設(shè)回路的總電阻一定）（　�。�
A．穿過(guò)閉合回路的磁通量達(dá)最大時(shí)，回路中的感應(yīng)電流達(dá)最大
B．穿過(guò)閉合回路的磁通量為0時(shí)，回路中的感應(yīng)電流一定為0
C．穿過(guò)閉合回路的磁通量變化量越大時(shí)，回路中的感應(yīng)電流越大
D．穿過(guò)閉合回路的磁通量變化越快，回路中的感應(yīng)電流越大

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

兩根相距為L(zhǎng)的足夠長(zhǎng)的金屬?gòu)澖枪饣瑢?dǎo)軌如圖所示放置，它們各有一邊在同一水平面內(nèi)，另一邊與水平面的夾角為37°，質(zhì)量均為m的金屬細(xì)桿ab、cd與導(dǎo)軌垂直接觸形成閉合回路，導(dǎo)軌的電阻不計(jì)，回路總電阻為2R，整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，當(dāng)ab桿在平行于水平導(dǎo)軌的拉力F作用下以速度v沿導(dǎo)軌勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，cd桿恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)，重力加速度為g，以下說(shuō)法正確的是（　�。�
A．a(chǎn)b桿所受拉力F的大小為mgsin37°
B．回路中電流為
mgsin37°
BL
C．回路中電流的總功率為mgvsin37°
D．m與v大小的關(guān)系為m=
B2L2v
2Rgtan37°

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖所示，有理想邊界的直角三角形區(qū)域abc內(nèi)部存在著兩個(gè)方向相反的垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，e是斜邊ac上的中點(diǎn)，be是兩個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的理想分界線．現(xiàn)以b點(diǎn)為原點(diǎn)O，沿直角邊bc作x軸，讓在紙面內(nèi)與abc形狀完全相同的金屬線框ABC的BC邊處在x軸上，t=0時(shí)導(dǎo)線框C點(diǎn)恰好位于原點(diǎn)O的位置．讓ABC沿x軸正方向以恒定的速度v穿過(guò)磁場(chǎng)，現(xiàn)規(guī)定逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)閷?dǎo)線框中感應(yīng)電流的正方向，在下列四個(gè)i-x圖象中，能正確表示感應(yīng)電流隨線框位移變化關(guān)系的是（　�。�
A．B．C．D．

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

如圖所示，光滑金屬導(dǎo)軌PN與QM相距1m，電阻不計(jì)，兩端分別接有電阻R1和R2，且R1=6Ω，R2=3Ω，ab導(dǎo)體棒的電阻為2Ω．垂直穿過(guò)導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為1T．現(xiàn)使ab以恒定速度v=3m/s勻速向右移動(dòng)，求：
（1）金屬棒上產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E
（2）R1與R2消耗的電功率分別為多少？
（3）拉ab棒的水平向右的外力F為多大？

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

正方形的導(dǎo)線框，質(zhì)量m=60g，邊長(zhǎng)l=12cm，電阻R=0.06Ω，在豎直平面內(nèi)自由下落H=5m后，下框邊進(jìn)入水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向與線框垂直，如圖所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)沿豎直方向的寬度h=l，線框通過(guò)勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)恰好勻速直線運(yùn)動(dòng)，g=10m/s2，求：
（1）勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度多大？
（2）線框通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)產(chǎn)生了多少熱量？

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

如圖所示，A、B為同種材料制成的邊長(zhǎng)均為L(zhǎng)的正方形線框，B的質(zhì)量是A的質(zhì)量的兩倍，放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)的上方，其磁場(chǎng)寬度為4L，兩線框的下邊距離磁場(chǎng)的上邊的高度均為h，讓它們同時(shí)由靜止釋放．問(wèn)：
（1）A、B線框哪個(gè)先落地？請(qǐng)用學(xué)過(guò)的物理知識(shí)分析論證你的結(jié)論；
（2）落地時(shí)，計(jì)算通過(guò)A、B兩個(gè)線框的電量之比；
（3）落地時(shí)，能否判斷出哪個(gè)線框產(chǎn)生的熱量較多？若能，求出兩者產(chǎn)生的熱量之比；若不能，請(qǐng)說(shuō)明理由．

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

如圖所示，寬L=1m的足夠長(zhǎng)的U形光滑金屬導(dǎo)軌固定在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=1T、范圍足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直導(dǎo)軌平面向上、導(dǎo)軌的傾角θ=30°．一根質(zhì)量m=0.2Kg，電阻R=lΩ的金屬棒ab垂直于導(dǎo)軌放置．現(xiàn)用一平行于導(dǎo)軌向上的牽引力F作用在直棒ab上．使ab棒由靜止開(kāi)始沿導(dǎo)軌向上運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)中ab棒始終與導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，重力加速度g取10m/s2．求：
（1）若牽引力恒定，請(qǐng)定性畫(huà)出ab棒運(yùn)動(dòng)的v-t圖象；
（2）若牽引力的功率P恒為12W，則ab棒運(yùn)動(dòng)的最終速度v為多大？
（3）當(dāng)ab棒沿導(dǎo)軌向上運(yùn)動(dòng)到某一速度時(shí)撤去牽引力，從撤去牽引力到ab棒的速度為
零，通過(guò)ab棒的電量q=0.72C，則撤去牽引力后ab棒滑動(dòng)的距離S多大？

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