【題目】如圖所示，兩根足夠長(zhǎng)的平行光滑金屬導(dǎo)軌MN、PQ相距L=1m，上端連接一個(gè)阻值R=1Ω的電阻，導(dǎo)軌平面與水平面夾角θ=37°，長(zhǎng)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)軌接觸良好，整個(gè)裝置處在垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。已知金屬棒ab的質(zhì)量為m=1kg、阻值R′=1Ω，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T，重力加速度g=10m/s2，導(dǎo)軌電阻不計(jì)�，F(xiàn)閉合開(kāi)關(guān)，金屬棒ab從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，若金屬棒下滑距離為s=20m時(shí)速度恰達(dá)到最大(sin37°=0.6，cos37°=0.8)，求：

（1）金屬棒剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度；

（2）金屬棒的最大速度；

（3）金屬棒由靜止開(kāi)始下滑位移為s的過(guò)程中，金屬棒上產(chǎn)生的焦耳熱。

【答案】（1）6m/s2；（2）12m/s；（3）24J

【解析】

（1）設(shè)金屬棒開(kāi)始時(shí)的加速度為，根據(jù)牛頓第二定律，剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)

解得金屬棒剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度m/s2。

（2）金屬棒在運(yùn)動(dòng)中受到的安培力、通過(guò)的電流、產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)分別為

根據(jù)牛頓第二定律得

導(dǎo)體棒向下做加速度減小變加速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)時(shí)有最大速度，代入數(shù)據(jù)解得

=12m/s。

（3）從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到有最大速度，設(shè)導(dǎo)體棒克服安培力做功為W，該過(guò)程由動(dòng)能定理得

-0

代入數(shù)據(jù)解得J，整個(gè)回路產(chǎn)生的焦耳熱等于導(dǎo)體棒克服安培力做功，即，由于金屬棒電阻R′=R，所以金屬棒上產(chǎn)生的焦耳熱

Q棒J

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：

【題目】a、b兩個(gè)帶電小球的質(zhì)量均為m，所帶電荷量分別為＋3q和－q，兩球間用絕緣細(xì)線連接，a球又用長(zhǎng)度相同的絕緣細(xì)線懸掛在天花板上，在兩球所在的空間有方向向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度為E，平衡時(shí)細(xì)線都被拉緊，則平衡時(shí)可能位置是：

A. B. C. D.

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】現(xiàn)有一節(jié)干電池（電動(dòng)勢(shì)約為1.5V，內(nèi)阻約為0.30Ω），電壓表V（量程為3V，內(nèi)阻約3kΩ）；電流表A（量程為0.6A，內(nèi)阻為0.70Ω），滑動(dòng)變阻器R（10Ω，2A），電鍵一個(gè)及導(dǎo)線若干。

(1)為了更準(zhǔn)確地測(cè)出電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，某組同學(xué)用右圖所示電路測(cè)得多組電壓和電流值，得到如圖所示的U-I圖線，由圖可得該電源電動(dòng)勢(shì)E=_______V，內(nèi)阻r=_______Ω。（結(jié)果均保留兩位小數(shù)）

(2)某小組在實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)電流表壞了，于是不再使用電流表，僅用電阻箱R′替換掉了滑動(dòng)變阻器，電路圖如右圖所示。他們?cè)趯?shí)驗(yàn)中讀出幾組電阻箱的阻值R′和電壓表的示數(shù)U，描繪出的關(guān)系圖像，得到的函數(shù)圖像是一條直線。若該圖像的斜率為k，縱軸截距為b，則此電源電動(dòng)勢(shì)E=_________，內(nèi)阻r=__________。該組同學(xué)測(cè)得電源電動(dòng)勢(shì)E測(cè)_____E真，內(nèi)阻r測(cè)_____r真。(填“>”“＝”或“<”)。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】現(xiàn)有大量處于n=4能級(jí)的氫原子，當(dāng)這些氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)會(huì)輻射出若干種不同頻率的光，氫原子能級(jí)示意圖如圖所示。下列說(shuō)法正確的是（　�。�

A.躍遷后核外電子的動(dòng)能減小

B.最多可輻射出4種不同頻率的光

C.由n=4能級(jí)躍遷到n=1能級(jí)產(chǎn)生的光的波長(zhǎng)最短

D.用n=4能級(jí)躍遷到n=2能級(jí)輻射的光照射逸出功為2.65eV的某種金屬能發(fā)生光電效應(yīng)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】電動(dòng)平衡車(chē)是一種綠色環(huán)保、智能時(shí)尚的代步工具，它利用車(chē)體內(nèi)部的陀螺儀和加速度傳感器來(lái)檢測(cè)車(chē)體姿態(tài)的變化，通過(guò)伺服控制系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，以保持正常工作．某平衡車(chē)使用的電機(jī)額定功率P=700W，額定電壓U=35V，車(chē)身自重m=15kg，設(shè)平衡車(chē)行駛時(shí)受到的阻力為人和車(chē)總重的0.1倍，小明質(zhì)量M=65kg，重力加速度g=10m/s2．當(dāng)小明以速度v=5m/s駕駛平衡車(chē)在公路上勻速行駛時(shí)，電機(jī)恰好達(dá)到額定功率．求

(1)5分鐘內(nèi)電機(jī)所消耗的電能；

(2)電機(jī)的輸出功率；

(3)電機(jī)的內(nèi)阻．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】某人騎自行車(chē)在平直道路上行進(jìn)，圖中的實(shí)線記錄了自行車(chē)在開(kāi)始一段時(shí)間內(nèi)的v－t圖象，某同學(xué)為了簡(jiǎn)化計(jì)算，用虛線作近似處理，下列說(shuō)法正確的是

A. 在t1時(shí)刻，虛線反映的加速度的大小比實(shí)際的大

B. 在0～t1時(shí)間內(nèi)，由虛線計(jì)算出的平均速度比實(shí)際的大

C. 在t1～t2時(shí)間內(nèi)，由虛線計(jì)算出的位移比實(shí)際的大

D. 在t3～t4時(shí)間內(nèi)，虛線反映的是勻速直線運(yùn)動(dòng)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】某同學(xué)驗(yàn)證物體質(zhì)量一定時(shí)加速度與合力的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。主要思路是，通過(guò)改變懸掛小鉤碼的質(zhì)量，改變小車(chē)所受拉力，并測(cè)得小車(chē)的加速度。將每組數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)、畫(huà)線，觀察圖線特點(diǎn)。

（1）實(shí)驗(yàn)中為使小鉤碼的重力近似等于小車(chē)所受拉力，則鉤碼的質(zhì)量m和小車(chē)質(zhì)量M應(yīng)該滿足的關(guān)系為：___________。

（2）如圖所示為本實(shí)驗(yàn)中得到的一條清晰紙帶，紙帶上兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為T，測(cè)量其中x1、x2、x3、x4、x5、x6。為了盡量減小誤差，則用T、x1、x2…x6表示小車(chē)加速度大小a=_______________。

（3）經(jīng)過(guò)6次實(shí)驗(yàn)，獲得了6組對(duì)應(yīng)的小車(chē)所受合力F、小車(chē)加速度a的數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)、畫(huà)線，得到如圖所示的a-F圖線。發(fā)現(xiàn)圖線不過(guò)原點(diǎn)，經(jīng)排查發(fā)現(xiàn)：并非人為的偶然誤差所致，那么，你認(rèn)為出現(xiàn)這種結(jié)果的原因可能是： 。學(xué)習(xí)牛頓第二定律后，你認(rèn)為，圖中圖線的斜率表示 。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】足球比賽中，有時(shí)采用“邊路突破，下底傳中”的戰(zhàn)術(shù)，即攻方隊(duì)員帶球沿邊線前進(jìn)，到底線附近傳中，某足球場(chǎng)長(zhǎng)100m、寬75m，如圖所示。攻方前鋒在邊線中點(diǎn)處將足球沿邊線向前踢出，足球被踢出后在球場(chǎng)上的運(yùn)動(dòng)可視為初速度大小v1=10m/s、加速度大小a1=2m/s2的勻減速直線運(yùn)動(dòng)。不考慮守方隊(duì)員的攔截。

(1)求從足球被踢出到停下，足球的位移大��；

(2)若在足球被踢出的同時(shí)，該前鋒隊(duì)員在邊線中點(diǎn)處沿邊線向前追趕足球，其啟動(dòng)過(guò)程可視為初速度為零、加速度大小a2=1.6m/s2的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，他能達(dá)到的最大速度v2=8m/s，求前鋒隊(duì)員追上足球的最短時(shí)間；

(3)若該前鋒隊(duì)員追上足球后將足球沿邊線再次向前踢出，足球的運(yùn)動(dòng)仍視為加速度大小a1=2m/s2的勻減速直線運(yùn)動(dòng)。與此同時(shí)，由于體力的原因，該前鋒隊(duì)員以大小v3=5m/s的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)向前追趕足球，結(jié)果該前鋒隊(duì)員恰能在底線追上足球，求足球再次被踢出時(shí)的速度大小。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】從高為的一點(diǎn)處先后平拋兩個(gè)小球1和2，球1恰好直接越過(guò)豎直擋板落到水平地面上的點(diǎn)，球2與地面碰撞一次后，也恰好越過(guò)豎直擋板并落在點(diǎn)，如圖所示。設(shè)球2與地面碰撞遵循的規(guī)律類似反射定律，且反彈速度大小與碰撞前相同，則豎直擋板的高度_____________________。

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