位于絕緣水平面上的寬度為L=1m的U形金屬導(dǎo)軌，左端串接一電阻R=7.5Ω，金屬導(dǎo)軌在外力控制下始終以速度v1=2m/s向右勻速運(yùn)動，導(dǎo)軌電阻不計(jì)。如圖所示，虛線PQ右側(cè)區(qū)域有重直水平面向上的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T。由于導(dǎo)軌足夠長，電阻R始終未進(jìn)入磁場區(qū)域。一質(zhì)量為m=0.1kg，電阻r=0.5Ω，長度也是L的金屬棒，自PQ處以水平向右的初速度v2=4m/s滑上金屬導(dǎo)軌，金屬棒與導(dǎo)軌間動摩擦因數(shù)μ=0.2，且運(yùn)動過程中始終與導(dǎo)軌垂直接觸。金屬棒滑上導(dǎo)軌后，經(jīng)t=0.2s，速度恰好與導(dǎo)軌速度相同，此過程中因摩擦產(chǎn)生熱量Q=0.08J。之后，金屬棒繼續(xù)運(yùn)動，當(dāng)其速度剛好穩(wěn)定時，金屬棒的總位移s=1.74m。重力加速度g=10m/s2，求：
  （1）金屬棒最終穩(wěn)定時速度的大��；
  （2）當(dāng)金屬棒速度v=3.2m/s時加速度的大�。�
  （3）自金屬棒滑上導(dǎo)軌至剛好穩(wěn)定時整個電路中消耗的電能。
（1）金屬棒最后勻速運(yùn)動，設(shè)速度為v3
      ①
     ②
      ③
金屬棒做勻速運(yùn)動         ④
可得v3="1.6m/s       " ⑤
  （2）當(dāng)金屬棒速度v=3.2m/s時，可推出
       ⑥
由牛頓第二定律
       ⑦
a=6m/s2      ⑧
  （3）設(shè)金屬棒從滑上導(dǎo)軌到與導(dǎo)軌速度相同的過程中，導(dǎo)軌的位移為s1，棒的位移為s2，
摩擦生熱         ⑨
導(dǎo)軌位移       ⑩
金屬棒速度由v2減小到v3的過程中位移為s3=s—s2      （11）
由動能定理
      （12）
由功能關(guān)系 E=—W安      可得：E電="0.7J       " （14分）
略
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，線圈匝數(shù)足夠多，其直流電阻為3歐，先合上電鍵K，過一段時間突然斷開K，則下列說法中正確的有（  ）
A．電燈立即熄滅
B．電燈不熄滅
C．電燈會逐漸熄滅，且電燈中電流方向與K斷開前方向相同
D．電燈會逐漸熄滅，且電燈中電流方向與K斷開前方向相反

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，ABCD為固定的水平光滑矩形金屬導(dǎo)軌，AB間距離為L，左右兩端均接有阻值為R的電阻，處在方向豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場中，質(zhì)量為、長為L的導(dǎo)體棒MN放在導(dǎo)軌上。甲、乙兩根相同的絕緣輕質(zhì)彈簧一端均與導(dǎo)體棒中點(diǎn)固定連接，另一端均被固定，導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸，導(dǎo)軌與導(dǎo)體棒的電阻均忽略不計(jì)。初始時刻，兩彈簧恰好處于自然長度，導(dǎo)體棒具有水平向左的初速度，經(jīng)過一段時間，導(dǎo)體棒第一次運(yùn)動至最右端，這一過程中AB間電阻上產(chǎn)生的焦耳熱為Q，則
A．導(dǎo)體棒做簡諧運(yùn)動
B．初始時刻導(dǎo)體棒受到安培力大小為
C．當(dāng)導(dǎo)體棒再次回到初始位置時，AB間電阻R的功率為
D．當(dāng)導(dǎo)體棒第一次到達(dá)最右端時，甲彈簧具有的彈性勢能為

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖14所示，兩條足夠長的互相平行的光滑金屬導(dǎo)軌位于水平面內(nèi)，距離為L=0.5m．在導(dǎo)軌的一端接有阻值為0.8Ω的電阻R，在x≥0處有一與水平面垂直的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T．一質(zhì)量m=0.2kg的金屬桿垂直放置在導(dǎo)軌上，金屬直桿的電阻是r=0.2Ω，其他電阻忽略不計(jì)，金屬直桿以一定的初速度v0=4m/s進(jìn)入磁場，同時受到沿x軸正方向的恒力F=3.5N的作用，在x=6m處速度達(dá)到穩(wěn)定．求：
（1）金屬直桿達(dá)到的穩(wěn)定速度v1是多大？
（2）從金屬直桿進(jìn)入磁場到金屬直桿達(dá)到穩(wěn)定速度的過程中，電阻R上產(chǎn)生的熱量是多大？通過R的電量是多大？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖（a），圓形線圈P靜止在水平桌面上，其正上方懸掛一相同的線圈Q、P和Q共軸.Q中通有變化電流，電流隨時間變化的規(guī)律如圖（b）所示.P所受的重力為G，桌面對P的支持力為N，則
A．t1時刻N＞GB．t2時刻N＞G
C．t3時刻N＜GD．t4時刻N=G

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖所示，兩條平行的金屬導(dǎo)軌MP、NQ與水平面夾角為，設(shè)導(dǎo)軌足夠長。導(dǎo)軌處在與導(dǎo)軌平面垂直的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.80T，與導(dǎo)軌上端相連的電源電動勢E=4.5V，內(nèi)阻r=0.4Ω，水平放置的導(dǎo)體棒ab的電阻R=1.5Ω，兩端始終與導(dǎo)軌接觸良好，且能沿導(dǎo)軌無摩擦滑動，與導(dǎo)軌下端相連的電阻R1=1.0Ω，電路中其它電阻不計(jì)。當(dāng)單刀雙擲開關(guān)S與1接通時，導(dǎo)體棒剛好保持靜止?fàn)顟B(tài)，求：
（1）磁場的方向；
（2）S與1接通時，導(dǎo)體棒的發(fā)熱功率；
（3）當(dāng)開關(guān)S與2接通后，導(dǎo)體棒ab在運(yùn)動過程中，單位時間（1s）內(nèi)掃過的最大面積。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖所示，兩根相距為=1m的足夠長的平行光滑金屬導(dǎo)軌，位于水平的xOy平面內(nèi)，一端接有阻值為的電阻．在的一側(cè)存在垂直紙面向里的磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B只隨x的增大而增大，且它們間的關(guān)系為B=x，其中。一質(zhì)量為m=0.5kg的金屬桿與金屬導(dǎo)軌垂直，可在導(dǎo)軌上滑動．當(dāng)t=0時金屬桿位于x=0處，速度為=，方向沿x軸的正方向。在運(yùn)動過程中，有一大小可調(diào)節(jié)的外力F作用于金屬桿，使金屬桿以恒定加速度a=沿x軸正方向勻加速直線運(yùn)動。除電阻R以外其余電阻都可以忽略不計(jì)．求：當(dāng)t=4s時施加于金屬桿上的外力為多大。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖甲所示，為水平放置的足夠長的平行光滑導(dǎo)軌，導(dǎo)軌間距，導(dǎo)軌左端連接一個R=2的電阻，將一根質(zhì)量的金屬棒垂直地放置導(dǎo)軌上，且與導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)軌與金屬棒的電阻均不計(jì)，整個裝置放在磁感強(qiáng)度B=2T的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直于導(dǎo)軌平面向下，現(xiàn)對金屬棒施加一水平向右的拉力F，并保持拉力的功率恒為P=8W，使棒從靜止開始向右運(yùn)動。已知從金屬棒開始運(yùn)動直至達(dá)到穩(wěn)定速度的過程中電阻R產(chǎn)生的熱量。試解答以下問題：

（1）金屬棒達(dá)到的穩(wěn)定速度是多少？
（2）金屬棒從開始運(yùn)動直至達(dá)到穩(wěn)定速度所需的時間是多少？
（3）金屬棒從開始運(yùn)動直至達(dá)到穩(wěn)定速度的過程中所產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動勢可在什么數(shù)值范圍內(nèi)取值？
（4）在乙圖中畫出金屬棒所受的拉力F隨時間變化的大致圖像。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

強(qiáng)度相等的勻強(qiáng)磁場分布在直角坐標(biāo)的四個象限里，方向如圖甲所示，有一閉合扇形線框OMN，以角速度繞O點(diǎn)在Oxy平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動，在它旋轉(zhuǎn)一圈后的過程中（從圖示位置開始計(jì)時）它的感應(yīng)電動勢與時間的關(guān)系圖線是圖乙中哪一個？ （   ）

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