【題目】如圖所示，abcd為質(zhì)量m的U形導(dǎo)軌，ab與cd平行，放在光滑絕緣的水平面上，另有一根質(zhì)量為m的金屬棒PQ平行bc放在水平導(dǎo)軌上，PQ棒右邊靠著絕緣豎直光滑且固定在絕緣水平面上的立柱e、f,U形導(dǎo)軌處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)以通過e、f的O1O2為界，右側(cè)磁場(chǎng)方向豎直向上，左側(cè)磁場(chǎng)方向水平向左，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小都為B，導(dǎo)軌的bc段長(zhǎng)度為L,金屬棒PQ的電阻R，其余電阻均可不計(jì)，金屬棒PQ與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，在導(dǎo)軌上作用一個(gè)方向向右，大小F=mg的水平拉力，讓U形導(dǎo)軌從靜止開始運(yùn)動(dòng)，若導(dǎo)軌從開始運(yùn)動(dòng)到達(dá)到最大速度υm的時(shí)間為t。設(shè)導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)。求：

(1)導(dǎo)軌在運(yùn)動(dòng)過程中的最大速度υm

(2)從開始運(yùn)動(dòng)到達(dá)到最大速度υm過程中，系統(tǒng)增加的內(nèi)能為多少?

【答案】（1） （2）

【解析】（1）當(dāng)導(dǎo)軌的加速度為零時(shí)，導(dǎo)軌速度最大為vm。導(dǎo)軌在水平方向上受到外力F、水平向左的安培力F1和滑動(dòng)摩擦力F2，則F-F1-F2=0

F1=BIL； ，E=BLvm，即

以PQ棒為研究對(duì)象，PQ靜止，在豎直方向上受重力mg、豎直向上的支持力N和安培力F3，

則N+F3=mg，F(xiàn)3=F1，F(xiàn)2=μN，得

將F1和F2代入解得，得

（2）設(shè)導(dǎo)軌從開始運(yùn)動(dòng)到達(dá)到最大速度過程中移動(dòng)距離為x，由動(dòng)量定理得：

把F=mg ，x=t代入得：

設(shè)系統(tǒng)增加的內(nèi)能為E，由功能關(guān)系得：

則

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在空中某一位置處有A、B兩個(gè)小球，A小球的質(zhì)量是B小球質(zhì)量的2倍，先讓A球自由下落1s后，再讓B球開始自由下落．在A球落地前（不計(jì)空氣阻力），下列說法正確的是（ ）

A. A、B兩小球最終落地時(shí)的速度相等

B. A、B兩小球間的距離逐漸增大

C. A、B兩小球間的距離保持不變

D. A、B兩小球間的速度差保持不變

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在傾角為θ的光滑斜面上，放著兩個(gè)質(zhì)量均為m且用輕彈簧相連著的小球A和B，現(xiàn)用細(xì)繩將球B 固定，如圖所示．若用剪刀把細(xì)繩剪斷，則在剪斷細(xì)繩的瞬間，下列說法中正確的是 （　　）

A. 彈簧將立即恢復(fù)原來形狀

B. A球的加速度大小等于2g sinθ

C. B球的加速度大小等于2g sinθ

D. 兩球的加速度大小都等于g sinθ

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】1907年起，美國物理學(xué)家密里根開始以精湛的技術(shù)測(cè)量光電效應(yīng)中幾個(gè)重要的物理量，檢驗(yàn)愛因斯坦光電效應(yīng)方程的正確性。按照密里根的方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)得到了某金屬的UC和ν的幾組數(shù)據(jù)，并作出了如圖所示的圖線，電子的電量為e=1.6×10-19C，則由圖線可知

A. 該金屬的截止頻率約為4.27×1014Hz

B. 該金屬的逸出功約為0.48eV

C. 可以求得普朗克常量h約為6.3×10-34J·S

D. 若用波長(zhǎng)為500nm的紫光照射該金屬，能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在“練習(xí)使用多用電表”的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)用多用電表的歐姆檔測(cè)量阻值約為十幾kΩ的電阻Rx ．
①該同學(xué)列出了以下可能的操作步驟，其中S為選擇開關(guān)，P為歐姆檔調(diào)零旋鈕，把你認(rèn)為正確步驟前的字母按合理的順序填寫在下面的橫線上： ．
a．將兩表筆短接，調(diào)節(jié)P使表針指向歐姆零點(diǎn)，斷開兩表筆
b．將兩表筆分別連接到被測(cè)電阻的兩端，讀出Rx的阻值后，斷開兩表筆
c．旋轉(zhuǎn)S至×1k位置
d．旋轉(zhuǎn)S至×100位置
e．旋轉(zhuǎn)S至OFF位置，并拔出兩表筆
②該同學(xué)按正確的步驟測(cè)量Rx ， 表針位置如圖所示，被測(cè)電阻Rx的阻值約為Ω．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，質(zhì)量m1=10kg和m2=30kg的兩物體疊放在動(dòng)摩擦因數(shù)為0.25的粗糙水平地面上．一個(gè)處于水平方向的輕彈簧，其勁度系數(shù)k=250N/m，一端固定于墻壁，另一端與質(zhì)量為m1的物體相連，彈簧處于自然狀態(tài)．現(xiàn)用一水平拉力F作用于質(zhì)量為m2的物體上，使它緩慢地向右移動(dòng)，當(dāng)移動(dòng)x=0.20m時(shí)，兩物體間開始相對(duì)滑動(dòng)，取g=10m/s2，則此時(shí)水平拉力F的大小為（　�。�

A. 50 N B. 100 N C. 150 N D. 200 N

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，放在水平桌面上的木塊A處于靜止?fàn)顟B(tài)，所掛的托盤和砝碼總重量為6N，彈簧秤讀數(shù)為2N，滑輪摩擦不計(jì)。若輕輕取走部分砝碼，使托盤和砝碼總重量減小為4N，將會(huì)出現(xiàn)的情況是（ ）

A. A對(duì)桌面的摩擦力不變

B. 彈簧秤的讀數(shù)不變

C. A仍靜止不動(dòng)

D. 彈簧秤的讀數(shù)減小

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，是某同學(xué)繪制的沿直線運(yùn)動(dòng)的物體的加速度a、速度v、位移s隨時(shí)間變化的圖像，若該物體在t＝0時(shí)刻的速度為零，則A、B、C、D四個(gè)選項(xiàng)中表示該物體沿單一方向運(yùn)動(dòng)的圖像是（　　）

A. A B. B C. C D. D

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】請(qǐng)閱讀下列材料，回答第（1）～（4）小題．
2016年，中國空間站建設(shè)捷報(bào)頻傳．
9月15日在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射“天宮二號(hào)”空間實(shí)驗(yàn)室，天宮二號(hào)發(fā)射后，成功進(jìn)入高度約380公里的軌道運(yùn)行，在神舟十一號(hào)載人飛船發(fā)射前，天宮二號(hào)將調(diào)整軌道至高度393公里的對(duì)接軌道，做好與神舟十一號(hào)載人飛船交會(huì)對(duì)接的準(zhǔn)備．
10月17日，搭載著航天員景海鵬、陳冬的神舟十一號(hào)載人飛船成功發(fā)射，并完成與天宮二號(hào)的自動(dòng)交會(huì)對(duì)接，形成組合體，航天員進(jìn)駐天宮二號(hào)，組合體在軌飛行33天，期間，2名航天員按計(jì)劃開展了一系列科學(xué)實(shí)驗(yàn)．11月17日，神舟十一號(hào)飛船與“天宮二號(hào)”空間實(shí)驗(yàn)室成功實(shí)施分離，航天員景海鵬、陳冬踏上返回之旅．
11月8日，神舟十一號(hào)返回艙順利著陸．

（1）下列各種情況中，可將神州十一號(hào)飛船視為質(zhì)點(diǎn)的是．
A.調(diào)整神州十一號(hào)飛船的飛行姿勢(shì)
B.研究神州十一號(hào)飛船繞地球的運(yùn)行軌道
C.研究神州十一號(hào)飛船與天宮二號(hào)對(duì)接的過程
D.觀察宇航員在飛船內(nèi)的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)
（2）組合體在軌飛行期間，2名航天員在天宮二號(hào)內(nèi)工作和生活，該過程中航天員（ ）
A.一直處于失重狀態(tài)
B.一直處于超重狀態(tài)
C.不受重力作用
D.處于失重還是超重狀態(tài)由航天員工作狀態(tài)決定
（3）如圖所示是“神舟十一號(hào)”航天飛船返回艙返回地面的示意圖，假如其過程可簡(jiǎn)化為：打開降落傘后，整個(gè)裝置勻速下降，為確保安全著陸，點(diǎn)燃返回艙的緩沖火箭，返回艙做減速直線運(yùn)動(dòng)，則能反映其運(yùn)動(dòng)過程的v﹣t圖象是（ ）

A.
B.
C.
D.
（4）“天宮二號(hào)”在高度為393公里的對(duì)接軌道運(yùn)行與在高度約380公里的軌道運(yùn)行相比，變大的物理量是（ ）
A.向心加速度
B.周期
C.角速度
D.線速度

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同步練習(xí)冊(cè)答案