【題目】如圖所示，固定在同一水平面內(nèi)的兩根平行長直金屬導軌的間距為d（導軌電阻不計），其右端接有阻值為R的電阻，整個裝置處在豎直向上的勻強磁場中，磁感應強度大小為B．一質(zhì)量為m、電阻為r的勻質(zhì)導體桿ab垂直于導軌放置，與導軌接觸良好，桿與導軌之間的動摩擦因數(shù)為μ．對ab施加水平向左的恒力F，使ab從靜止開始沿導軌運動，當運動距離為l時，速度恰好達到最大．已知重力加速度大小為g．在此過程中，求：

（1）導體桿ab的最大速度vm；

（2）電阻R產(chǎn)生的焦耳熱QR．

【答案】（1）（2）

【解析】試題分析：(1) 桿勻速運動時速度最大，由平衡條件可以求出最大速度；

(2)由能量守恒定律可以求出電路中產(chǎn)生的焦耳熱。

解：(1) ab速度最大時，加速度a=0

由以上各式聯(lián)立解得：；

(2) 恒力F做功： WF=Fl 摩擦生熱：Qf=μmgl ............

整個回路中產(chǎn)生的焦耳熱：

電阻R產(chǎn)生的焦耳熱：

由以上各式聯(lián)立解得：。

點晴：當桿做勻速運動時速度最大，應用平衡條件、安培力公式、能量守恒定律即可正確解題．分析清楚桿的運動過程，桿做勻速運動時速度最大；桿克服安培力做功轉(zhuǎn)化為焦耳熱，可以從能量角度求焦耳熱。

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示:絕緣中空軌道豎直固定，圓弧段COD光滑，對應圓心角為120° ，C、D兩端等高，O為最低點，圓弧圓心為O'，半徑為R;直線段AC, HD粗糙，與圓弧段分別在C、D端相切;整個裝置處于方向垂直于軌道所在平面向里、磁感應強度為B的勻強磁場中，在豎直虛線MC左側(cè)和ND右側(cè)還分別存在著場強大小相等、方向水平向右和向左的勻強電場�，F(xiàn)有一質(zhì)量為m、電荷量恒為q、直徑略小于軌道內(nèi)徑、可視為質(zhì)點的帶正電小球，從軌道內(nèi)距C點足夠遠的P點由靜止釋放。若,小球所受電場力等于其重力的倍，重力加速度為g。則( )

A. 小球第一次沿軟道AC下滑的過程中，先做加速度減小的加速運動，后做勻速運動

B. 小球在軌道內(nèi)受到的摩擦力可能大于

C. 經(jīng)足夠長時間，小球克服摩擦力做的總功是

D. 小球經(jīng)過O點時，對軌道的彈力可能為

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】圖甲為一列簡諧橫波在某一時刻的波形圖，a、b兩質(zhì)點的橫坐標分別為x a =2m和xb=6m，圖乙為質(zhì)點a從該時刻開始計時的振動圖象。下列說法正確的是（_______）(選對1個得2分，選對2個得4分，選對3個得5分。每選錯1個扣3分，最低得分為0分)

A.該波沿+x方向傳播 B.波速為2m/s

C.質(zhì)點a經(jīng)4s振動的路程為1m D.此時刻質(zhì)點b的速度沿+y方向

E.質(zhì)點a在t=2s時速度為零

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，兩個大小、形狀都相同的氣缸開口相對固定于水平地面上，氣缸A絕熱，裝有能加熱氣體的電阻絲，氣缸B導熱性良好，兩個完全相同的厚度不計的絕熱活塞用輕桿相連，分別置于兩個氣缸中，每個氣缸與活塞間均封有一定質(zhì)量的理想氣體，活塞與氣缸間無摩擦且不漏氣，最初兩氣缸內(nèi)氣體體積均為V0，溫度均為T0。現(xiàn)對氣缸A中氣體加熱，使其體積緩慢增大為原來的1.2倍，環(huán)境溫度保持T0不變，求：

（i）氣缸A中氣體的溫度；

（ii）若氣缸A中電熱絲釋放的熱量為Q，活塞對外做功為W，比較Q與W的大小并說明原因。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在第二象限中有水平向右的勻強電場，在第一象限內(nèi)存在垂直紙面向外的勻強磁場．一帶電粒子（電荷量為q，質(zhì)量為m）以垂直于x軸的速度v0從x軸上的P點進入該勻強電場，恰好與y軸正方向成45°角射出電場，再經(jīng)過一段時間又恰好垂直于x軸進入第四象限．已知OP之間的距離為d，粒子重力不計，則

A. 帶電粒子通過y軸時的坐標為（0，d）

B. 電場強度的大小為

C. 帶電粒子在電場和磁場中運動的總時間為

D. 磁感應強度的大小為

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖a，用力傳感器研究橡皮繩中拉力隨時間的變化。向下拉小球然后釋放，小球沿豎直方向運動，某段時間內(nèi)采集到的信息如圖b所示，則

A. t2~t3時間內(nèi)小球向下運動，處于超重狀態(tài)

B. t3~t4時間內(nèi)小球向上運動，處于失重狀態(tài)

C. t4~t5時間內(nèi)小球向下運動，處于失重狀態(tài)

D. t5~t6時間內(nèi)小球向上運動，處于超重狀態(tài)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，左、右兩個氣缸底部有細管（容積可忽略）連通，左氣缸的頂部開口與大氣相通，右氣缸絕熱且內(nèi)部頂端有加熱裝置。開始時導熱活塞a在氣缸底部但未與底部接觸，絕熱活塞b將氣缸內(nèi)氣體分成體積相等的A、B兩部分。已知左、右氣缸內(nèi)部高度分別為h和4h，初始溫度均為T0，大氣壓強為p0；a和b厚度不計，橫截面積均為S，所受重力大小均為p0S，與氣缸接觸良好，不計一切摩擦。

(i)給A緩慢加熱，當a剛剛到達氣缸頂部但未與頂部接觸時，A吸收的熱量為Q，求該過程中A的內(nèi)能變化量；

(ii)當a恰好到達氣缸頂部時，繼續(xù)給A緩慢加熱，使b剛剛到達氣缸底部但未與底部接觸，求此時A的溫度。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】光滑金屬導軌a、b、c、d相互平行，固定在同一水平面內(nèi)，a、c間距離為L1，b、d間距離為L2，a與b間、c與d間分別用導線連接。導軌所在區(qū)域有方向豎直向下、磁感應強度B的勻強磁場。金屬桿MN在垂直于MN的水平外力F1（圖中未畫出）作用下保持靜止，且垂直于a和c；金屬桿GH質(zhì)量為m，在垂直于GH的水平恒力F2作用下從靜止開始向右運動，經(jīng)過水平距離x后，F2對桿GH做功的功率就不再變化保持為P，運動過程中桿GH始終垂直于b和d。金屬桿MN接入電路的電阻為R，其余電阻不計，導軌b、d足夠長。求：

（1）外力F1的最大值和恒力F2的大��；

（2）在GH桿經(jīng)過水平距離x的過程中，金屬桿MN桿上產(chǎn)生的熱量Q。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，長為0.5m、內(nèi)壁光滑的氣缸定在水平面上，氣缸內(nèi)用橫截面積為100cm的活塞封閉有壓強為1×105Pa、溫度為27℃的理想氣體，開始時活塞位于距缸底30cm處�，F(xiàn)對封閉的理想氣體加熱，使活塞緩慢向右移動。(已知大氣壓強為1×105Pa)

①試計算當溫度升高到427℃時，缸內(nèi)封閉氣體的壓強；

②若在此過程中封閉氣體共吸收了800J的熱量，試計算氣體增加的內(nèi)能。

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