【題目】如圖所示，兩根相距為L足夠長的、電阻不計的平行金屬導(dǎo)軌MN和PQ，固定在水平面內(nèi)，在導(dǎo)軌之間分布著豎直向上磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場。將兩根長度均為L，電阻均為R的粗糙金屬棒b和光滑金屬棒a垂直放量在導(dǎo)軌上，質(zhì)量滿足mb＝2ma＝2m，現(xiàn)將棒a通過不可伸長的水平輕質(zhì)繩跨過光滑定滑輪與質(zhì)量為m的重物相連，重物由靜止釋放后與棒a一起運(yùn)動，并始終保持接觸良好。經(jīng)過一段時間后，棒a開始勻速運(yùn)動時，棒b恰好開始運(yùn)動。已知：重力加速度為g，棒b與導(dǎo)軌間的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。求：

（1）棒b與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)；

（2）棒a勻速運(yùn)動的速度大小；

（3）若b棒光滑，開始鎖定在導(dǎo)軌上，當(dāng)a開始勻速運(yùn)動時，細(xì)繩斷裂，同時解除鎖定，求之后回路中產(chǎn)生的焦耳熱。

【答案】（1）0.5 （2） （3）Q＝

【解析】

（1）a勻速運(yùn)動時，感應(yīng)電動勢E＝BLυ，

感應(yīng)電流：

I＝＝

b受到的安培力：

Fb＝BIL＝mg，

b恰好開始運(yùn)動時：

μmbg＝Fb

解得

μ＝0.5；

（2）導(dǎo)體棒a受到的安培力：

F＝BIL＝

a勻速運(yùn)動，對a與重物組成的系統(tǒng)，由平衡條件得：

mg＝

解得，a勻速運(yùn)動時的速度：

v＝

（3）當(dāng)a開始勻速運(yùn)動時，細(xì)繩斷裂、解除鎖定后，a、b組成的系統(tǒng)所受合外力為零，系統(tǒng)動量守恒，以向右為正方向，由動量守恒定律得：

mav＝（ma+mb）v′

對系統(tǒng)，由能量守恒定律得：

＝ +Q

解得：

Q＝

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】勞倫斯和利文斯設(shè)計出回旋加速器，工作原理示意圖如圖所示。置于高真空中的半徑為R的D形金屬盒中，兩盒間的狹縫很小，帶電粒子穿過的時間可忽略。磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場與盒面垂直，高頻交變電壓u的頻率為f．若A處粒子源產(chǎn)生的質(zhì)子質(zhì)量為m、電荷量為＋q，在加速器中被加速，且加速過程中不考慮相對論效應(yīng)和重力的影響。用該回旋加速器加速質(zhì)子，為了使質(zhì)子獲得的動能減小為原來的，可采用下列哪種方法

A.將其磁感應(yīng)強(qiáng)度增大為原來的3倍

B.將其磁感應(yīng)強(qiáng)度增大為原來的9倍

C.將D形盒的半徑減小為原來的倍

D.將D形盒的半徑減小為原來的倍

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】用螺旋測微器測某金屬絲直徑時的讀數(shù)如圖一，金屬絲直徑為______mm，圖二為用50分度的游標(biāo)卡尺測量物體長度時的讀數(shù)，由于遮擋，只能看見游標(biāo)的后半部分，這個物體的長度為_____。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，兩水平面（虛線）之間的區(qū)域存在方向水平向右的勻強(qiáng)電場。從離該區(qū)域上邊界高為h的O點(diǎn)，沿平行于電場的方向，以相同的速率分別先后向左、右拋出a、b兩個小球。a、b兩小球均帶正電，且質(zhì)量均為m，a球帶電量為βq，b球帶電量為q。兩小球到達(dá)電場上邊界的位置之間的距離為L，b球進(jìn)入電場后在電場中做直線運(yùn)動。忽略a、b之間的庫侖力，重力加速度為g。求：

（1）兩小球拋出時速度v0的大小；

（2）若β＝1，且a球進(jìn)入電場的位置與離開電場的位置在同一豎直線上，求電場上下邊界之間的距離；

（3）若電場的上下邊界之間的距離為3h，β為何值時可使兩小球從同一位置離開電場。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某粒子源向周圍空間輻射帶電粒子，工作人員欲通過質(zhì)譜儀測量粒子的比荷，如圖所示，其中S為粒子源，A為速度選擇器，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1，兩板間電壓為U，板間距離為d時，僅有沿軸線方向射出的粒子通過擋板P上的狹縫進(jìn)入偏轉(zhuǎn)磁場，磁場的方向垂直于紙面向外，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B2，磁場右邊界MN平行于擋板，擋板與豎直方向夾角為α，最終打在膠片上離狹縫距離為L的D點(diǎn)，不計粒子重力。求：

（1）射出粒子的速率；

（2）射出粒子的比荷；

（3）MN與擋板之間的最小距離。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】泵浦消防車又稱“泵車”，指搭載水泵的消防車，其上裝備消防水泵、消防炮和其他消防器材，抵達(dá)現(xiàn)場后可利用現(xiàn)場消防栓或水源直接吸水滅火，某輛消防車的額定功率為 120kW，消防炮的流量為48L/s。某次一高層建筑離地面高為75m 處發(fā)生火情，為能有效滅火，消防員將消防炮升高到離地80m 后將炮口水平擺放，使水柱恰能噴到著火點(diǎn)，已知消防炮口到著火點(diǎn)的水平距離為40m，水的密度為1103kg/m3，不計空氣阻力，則

A.消防炮出水速度大小為10m/s

B.消防車的抽水效率約為64%

C.如火情向上蔓延，則必須升高消防炮的高度才能有效滅火

D.如消防炮的流量可調(diào)，則僅增大消防炮的流量時仍能有效滅火

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】一矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場的軸線勻速轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生正弦式交變電流，其電動勢的變化規(guī)律如圖甲中的線a所示，用此線圈給圖乙中電路供電，發(fā)現(xiàn)三個完全相同的燈泡亮度均相同。當(dāng)調(diào)整線圈轉(zhuǎn)速后，電動勢的變化規(guī)律如圖甲中的線b所示，以下說法正確的是

A.t＝0時刻，線圈平面恰好與磁場方向平行

B.圖線b電動勢的瞬時值表達(dá)式為e＝40 sin()V

C.線圈先后兩次轉(zhuǎn)速之比為2∶3

D.轉(zhuǎn)速調(diào)整后，三個燈泡的亮度仍然相同

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示（俯視圖），兩根光滑且足夠長的平行金屬導(dǎo)軌固定在同一水平面上，兩導(dǎo)軌間距 L=1m。導(dǎo)軌單位長度的電阻 r=1Ω/m，左端處于 x 軸原點(diǎn)，并連接有固定電阻 R1=1Ω(與電阻 R1 相連的導(dǎo)線電阻可不計）。導(dǎo)軌上放置一根質(zhì)量 m=1kg、電阻 R2=1Ω的金屬桿ab，整個裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B= B0+kx（B0=1T，k=1T/m）的磁場中，磁場方向豎直向下。用一外力F沿水平方向拉金屬桿ab，使其從原點(diǎn)處開始以速度v=1m/s 沿 x 軸正方向做勻速運(yùn)動，則：

（1）當(dāng) t=1s 時，電阻R1上的發(fā)熱功率。

（2）求 0-2s 內(nèi)外力F所做的功。

（3）如果t=2s調(diào)整F的大小及方向，使桿以1m/s2 的加速度做勻減速運(yùn)動，定性討論F 的大小及方向的變化情況。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在一光滑水平面內(nèi)建立平面直角坐標(biāo)系，一物體從t＝0時刻起，由坐標(biāo)原點(diǎn)O(0,0)開始運(yùn)動，其沿x軸和y軸方向運(yùn)動的速度—時間圖象如圖甲、乙所示，則 (　　)

　

A. 前2 s內(nèi)物體沿x軸做勻加速直線運(yùn)動

B. 后2 s內(nèi)物體繼續(xù)做勻加速直線運(yùn)動，但加速度沿y軸方向

C. 4 s末物體坐標(biāo)為(6 m,2 m)

D. 4 s末物體坐標(biāo)為(4 m,4 m)

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同步練習(xí)冊答案