（17分）如圖所示，光滑導(dǎo)軌abc與fed相距l(xiāng)=0.1m，其中ab、fe段是傾角θ=60°的直軌道，bc、ed段是半徑r=0.6m的圓弧軌道且與ab、fe相切，軌道末端c、d點(diǎn)切線(xiàn)與一放置在光滑水平地面上、質(zhì)量M=2kg的木板上表面平滑連接。在abef間有垂直于軌道平面向下、的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，定值電阻R=1Ω。把質(zhì)量為m=1kg、電阻不計(jì)的金屬桿從距b、e高h(yuǎn)=1m的導(dǎo)軌上靜止釋放，桿在直軌道上先加速后勻速下滑。如果桿與木板間摩擦因數(shù)μ=0.2，取g=10m/s2，求：

（1）桿運(yùn)動(dòng)到cd時(shí)對(duì)軌道的壓力F大小及桿由靜止下滑到cd的過(guò)程中R上產(chǎn)生的焦耳熱Q；
（2）要使桿不從木板上掉下的木板最小長(zhǎng)度s。

見(jiàn)試題分析

解析試題分析：（1）設(shè)桿滑到be處時(shí)速度為v1，由題意知此時(shí)桿勻速下滑，有：
   ①
       ②
      ③
由能量守恒：

 

 
     ④

設(shè)桿滑到cd處時(shí)速度為v2，桿受到軌道支持力為F′，由動(dòng)能定理有：
   ⑤
cd處：   ⑥
由牛頓第三定律：    ⑦
聯(lián)解①②③④⑤⑥⑦并代入數(shù)據(jù)得：
F′=25N     ⑧
Q=8.5J     ⑨
（2）桿滑上木板后，桿與木板在相互間摩擦力作用下運(yùn)動(dòng)，設(shè)經(jīng)過(guò)時(shí)間t共同運(yùn)動(dòng)，則：
對(duì)桿：    ⑩
    ?
對(duì)木板：    ?
    ?
共同運(yùn)動(dòng)時(shí)：
    ?
     ?
聯(lián)解⑩?????并代入數(shù)據(jù)得：
s=1.5m       ?
評(píng)分參考意見(jiàn)：本題滿(mǎn)分17分，其中④式2分，①②③⑤⑥⑦⑧⑨⑩??????式各1分；若有其他合理解法且答案正確，可同樣給分。
考點(diǎn)： 能量守恒  動(dòng)能定理 牛頓運(yùn)動(dòng)定律

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：單選題

三角形導(dǎo)線(xiàn)框abc放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感線(xiàn)方向與線(xiàn)圈平面垂直，磁感強(qiáng)度B隨時(shí)間變化的圖像如圖所示．t=0時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直紙面向里，則在0～4s時(shí)間內(nèi)，線(xiàn)框的ab邊所受安培力隨時(shí)間變化的圖像是如圖所示的(力的方向規(guī)定向右為正) (    )

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：填空題

如圖所示，一單匝線(xiàn)圈從左側(cè)進(jìn)入磁場(chǎng)。在此過(guò)程中，線(xiàn)圈的磁通量將   （選填“變大”或“變小”）。若上述過(guò)程所經(jīng)歷的時(shí)間為0.1s，線(xiàn)圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為0.2V，則線(xiàn)圈中的磁通量變化了          Wb。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：填空題

金屬桿ABC處于磁感強(qiáng)度B=0.1T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里(如圖所示)．已知AB=BC=20cm，當(dāng)金屬桿在圖中標(biāo)明的速度方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，測(cè)得A、C兩點(diǎn)間的電勢(shì)差是3.0V，則可知移動(dòng)速度v=___  m/s ，其中A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UAB=__ __V．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：填空題

如圖所示電路，電感線(xiàn)圈L的自感系數(shù)足夠大，其直流電阻忽略不計(jì)，LA、LB是兩個(gè)相同的燈泡，則(   )

A．S閉合瞬間．A、B同時(shí)亮，然后A逐漸變暗到熄滅，B變得更亮；S斷開(kāi)瞬間，A亮一下才熄滅，B立即熄滅
B．S閉合瞬間，LA很亮，LB逐漸亮；S斷開(kāi)瞬間，LA逐漸熄滅，LB立即熄滅
C．S閉合瞬間，LA、LB同時(shí)亮，然后LA熄滅，LB亮度不變；S斷開(kāi)瞬間，LA亮一下才熄滅，LB立即熄滅；
D．S閉合瞬間，LA不亮，LB很亮；S斷開(kāi)瞬間，LA、LB立即熄滅

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

abcd是質(zhì)量為m，長(zhǎng)和寬分別為b和l的矩形金屬線(xiàn)框，有靜止沿兩條平行光滑的傾斜軌道下滑，軌道平面與水平面成θ角。efmn為一矩形磁場(chǎng)區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向豎直向上。已知da=an=ne=b，線(xiàn)框的cd邊剛要離開(kāi)磁區(qū)時(shí)的瞬時(shí)速度為v，整個(gè)線(xiàn)框的電阻為R，試用題中給出的物理量（m、b、l、B、θ、v、R）表述下列物理量。

（1）ab剛進(jìn)入磁區(qū)時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)
（2）此時(shí)線(xiàn)框的加速度
（3）線(xiàn)框下滑中共產(chǎn)生的熱量

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

（20分）如圖（a）所示，兩條間距為h的水平虛線(xiàn)之間存在方向水平向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小按圖（b）中B-t圖象變化（圖中Bo已知）�，F(xiàn)有一個(gè)“日”字形剛性金 屬，線(xiàn)框ABCDEF，它的質(zhì)量為m，EF中間接有一開(kāi)關(guān)S，開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)三條水平邊框的電阻均為R，其余各邊電阻不計(jì)。AB=CD=EF=L，AD=DE=h。用兩根輕質(zhì)的絕緣細(xì)線(xiàn)把線(xiàn)框豎直懸掛住，AB邊恰好在磁場(chǎng)區(qū)域M1 N1和M2N2的正中間，開(kāi)始開(kāi)關(guān)S處于斷開(kāi)狀態(tài)。t0（未知）時(shí)刻細(xì)線(xiàn)恰好松弛，此后閉合開(kāi)關(guān)同時(shí)剪斷兩根細(xì)線(xiàn)，當(dāng)CD邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)上邊界Mi Ni時(shí)線(xiàn)框恰好做勻速運(yùn)動(dòng)（空氣阻力不計(jì)）。求：
（1）t0的值；
（2）線(xiàn)框EF邊剛離開(kāi)磁場(chǎng)下邊界M2N2時(shí)的速度；
（3）從剪斷細(xì)線(xiàn)到線(xiàn)框EF邊離開(kāi)磁場(chǎng)下邊界M2N2的過(guò)程中金屬線(xiàn)框中產(chǎn)生的焦耳熱。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

(15分) 如圖所示，相距為L(zhǎng)的兩條足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ與水平面的夾角為θ， N、Q兩點(diǎn)間接有阻值為R的電阻。整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直導(dǎo)軌平面向下。將質(zhì)量為m、阻值也為R的金屬桿ab垂直放在導(dǎo)軌上，桿ab由靜止釋放，下滑距離x時(shí)達(dá)到最大速度。重力加速度為g，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，桿與導(dǎo)軌接觸良好。求：
⑴桿ab下滑的最大加速度；
⑵桿ab下滑的最大速度；
⑶上述過(guò)程中，桿上產(chǎn)生的熱量。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

（18分）、如圖，一直導(dǎo)體棒質(zhì)量為m、長(zhǎng)為l、電阻為r，其兩端放在位于水平面內(nèi)間距也為l的光滑平行導(dǎo)軌上，并與之密接；棒左側(cè)兩導(dǎo)軌之間連接一可控制的負(fù)載電阻（圖中未畫(huà)出）；導(dǎo)軌置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直于導(dǎo)軌所在平面。開(kāi)始時(shí)，給導(dǎo)體棒一個(gè)平行于導(dǎo)軌的初速度v0。在棒的運(yùn)動(dòng)速度由v0減小至v1的過(guò)程中，通過(guò)控制負(fù)載電阻的阻值使棒中的電流強(qiáng)度I保持恒定。導(dǎo)體棒一直在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)。若不計(jì)導(dǎo)軌電阻，求此過(guò)程中導(dǎo)體棒上感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值和負(fù)載電阻上消耗的平均功率。

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