如圖（甲）所示，、為平行放置的水平金屬軌道，、為相同半徑，平行放置的豎直半圓形金屬軌道,為切點，P、Q為半圓軌道的最高點，軌道間距，圓軌道半徑，整個裝置左端接有阻值的定值電阻。M1M2N2N1、M3M4N4N3為等大的長方形區(qū)域Ⅰ、Ⅱ，兩區(qū)域?qū)挾?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic5/tikupic/ef/6/12dqo3.png" style="vertical-align:middle;" />，兩區(qū)域之間的距離；區(qū)域Ⅰ內(nèi)分布著均勻的變化的磁場B1，變化規(guī)律如圖（乙）所示，規(guī)定豎直向上為B1的正方向；區(qū)域Ⅱ內(nèi)分布著勻強磁場B2，方向豎直向上。兩磁場間的軌道與導體棒CD間的動摩擦因數(shù)為，右側(cè)的直軌道及半圓形軌道均光滑。質(zhì)量，電阻的導體棒CD在垂直于棒的水平恒力F拉動下，從處由靜止開始運動，到達處撤去恒力F，CD棒可勻速地穿過勻強磁場區(qū)，并能通過半圓形軌道的最高點PQ處，最后下落在軌道上的位置離的距離。若軌道電阻、空氣阻力不計，運動過程導棒與軌道接觸良好且始終與軌道垂直，g取10 m/s2

求：
（1）水平恒力F的大��；
（2）CD棒在直軌道上運動過程中電阻R上產(chǎn)生的熱量Q；
（3）磁感應(yīng)強度B2的大小。

（1）F=160N（2）（3）B2=1.25T

解析試題分析：（1）CD棒在PQ處速度為，則由：
(1分)，    (1分)
設(shè)CD棒在勻強磁場區(qū)Ⅱ速度為，則(2分)
CD棒在恒力F作用下： (2分)
由①②③得：F=160N  (1分)
(2) 棒在直軌道上運動，產(chǎn)生感應(yīng)電流時間(1分)
感應(yīng)電動勢(1分)
(1分)    
 (1分)  
由⑤⑥⑦⑧得 J (1分)
（3）由于CD棒穿過勻強磁場區(qū)，此過程無感應(yīng)電流，設(shè)CD棒進入M3N3界后的任一短時間Δt內(nèi) (2分)    
且由圖乙可得  (1分)  
由⑩（11）（12）得  B2=1.25T    (1分)
考點：牛頓定律與電磁學綜合
點評：本題綜合運用了動能定理、牛頓第二定律和能量守恒定律，綜合性較強，對學生能力要求較高，關(guān)鍵是理清運動過程，選擇合適的定律進行求解．

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖（甲）所示，質(zhì)量為m=50g，長l=10cm的銅棒，用長度也為l的兩根輕軟導線水平懸吊在豎直向上的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度B=1/3T．未通電時，輕線在豎直方向，通入恒定電流后，棒向外偏轉(zhuǎn)的最大角度θ=37°，求此棒中恒定電流的大�。�
某同學對棒中恒定電流的解法如下：對銅棒進行受力分析，通電時導線向外偏轉(zhuǎn)，說明安培力方向垂直電流和磁場方向向外，受力如圖乙所示（側(cè)視圖）．
當最大偏轉(zhuǎn)角θ=37°時，棒受力平衡．有tanθ=
F
mg
=
Bη
mg
，得I=
mgtanθ
Bl
=11.25A．
（1）請判斷，該同學的解法正確嗎？若不正確則請指出錯在哪里？
（2）試寫出求解棒中電流的正確解答過程及結(jié)果．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

（2004?常州二模）如圖（甲）所示，MN為豎直放置彼此平行的兩塊平板，板間距離為d，兩板中央各有一個小孔OO′正對，在兩板間有垂直于紙面方向的磁場，磁感應(yīng)強度隨時間的變化如圖（乙）所示．有一群正離子在t=0時垂直于M板從小孔O射入磁場，已知正離子質(zhì)量為m、帶電荷量為q，正離子在磁場中做勻速圓周運動的周期與磁感應(yīng)強度變化的周期都為T0．不考慮由于磁場變化而產(chǎn)生的電場的影響，不計離子所受重力．求：
（1 ）磁感應(yīng)強度B0的大��；
（2）要使正離子從O′孔垂直于N板射出磁場，正離子射入磁場時的速度v0的可能值．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖（甲）所示，質(zhì)量為M、長L=1.0m、右端帶有豎直擋板的木板B，靜止在光滑水平面上．質(zhì)量為m的小木塊（可視為質(zhì)點）A，以水平速度v0=4.0m/s滑上B的左端，在右端與B碰撞后，最后恰好滑回木板B的左端．已知
Mm
=3，并且在A與擋板碰撞時無機械能損失，忽略碰撞時間，取g=10m/s2，求：
（1）木塊A與木板B間的動摩擦因數(shù)；
（2）在圖（乙）所給坐標系中，畫出此過程中B對地的速度--時間圖線．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

（2003?煙臺模擬）如圖（甲）所示，ab為原來不帶電的細導體棒，q為一帶正電的點電荷，當達到靜電平衡后，導體棒上的感應(yīng)電荷在棒內(nèi)O點處產(chǎn)生的場強大小為E1，O點的電勢為U1．現(xiàn)用一導線把導體棒的b端接地，其他條件不變，如圖（乙），待靜電平衡后，導體棒上的感應(yīng)電荷在棒內(nèi)O點處產(chǎn)生的場強大小為E2，O點的電勢為U2，經(jīng)分析后可知（　�。�

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

（2013?徐匯區(qū)二模）在“測定某電源的電動勢和內(nèi)阻”實驗中，實驗電路如圖（甲）所示，R為電阻箱，阻值范圍0～9999Ω，R0是保護電阻，V為理想電壓表．該同學連接好電路后，閉合電鍵S，改變電阻箱的電阻值，讀取電壓表的示數(shù)．根據(jù)讀取的多組數(shù)據(jù)，他畫出了圖（丙）所示的圖象．
（1）請在圖（乙）中選擇合適的器材根據(jù)電路圖（甲）畫線連接實物圖．
（2）在圖（丙）所示圖象中，當
1U
=0.10V-1時，外電路處于
斷路
斷路
狀態(tài)．（選填“通路”、“斷路”或“短路”）．
（3）根據(jù)該圖象可求得該電池的電動勢E=
10
10
V，內(nèi)阻r=
50
50
Ω．

查看答案和解析>>

同步練習冊答案