兩根固定在水平面上的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN和PQ，一端接有阻值為R=4Ω的電阻，處于方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場中．在導(dǎo)軌上垂直導(dǎo)軌跨放質(zhì)量m=0.5kg的金屬直桿，金屬桿的電阻為r=1Ω，金屬桿與導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)軌足夠長且電阻不計(jì)．金屬桿在垂直桿F=0.5N的水平恒力作用下向右勻速運(yùn)動時(shí)，電阻R上的電功率是P=4W.

⑴求通過電阻R的電流的大小和方向；
⑵求金屬桿的速度大小；
⑶某時(shí)刻撤去拉力，當(dāng)電阻R上的電功率為時(shí)，金屬桿的加速度大小、方向.

⑴I=1A，方向由M到P；⑵v=10m/s；⑶a=0.5m/s2，方向向左

解析試題分析：⑴根據(jù)焦耳定律可知：P=I2R，解得：I=1A，根據(jù)右手定則可以判斷其方向由M到P
⑵根據(jù)功能關(guān)系有：Fv=I2（R+r），解得：v=10m/s
⑶＝I′2R，I′＝


a=0.5m/s2，方向向左
考點(diǎn)：本題主要考查了牛頓第二定律、功能關(guān)系、焦耳定律、法拉第電磁感應(yīng)定律、右手定則的應(yīng)用問題。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

如圖所示（俯視圖），相距為2L的光滑平行金屬導(dǎo)軌水平放置，導(dǎo)軌的一部分處在以為右邊界的勻強(qiáng)磁場中，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)大小為B，方向垂直導(dǎo)軌平面向下，導(dǎo)軌右側(cè)接有定值電阻R，導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì)。在距邊界為L處垂直導(dǎo)軌放置一質(zhì)量為m、電阻不計(jì)的金屬桿ab。求解以下問題：

（1）若金屬桿ab固定在導(dǎo)軌上的初始位置，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度在時(shí)間t內(nèi)由B均勻減小到0，求此過程中電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱。
（2）若磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度不變，金屬桿ab在恒力的作用下由靜止開始向右運(yùn)動3L的距離，其圖象如圖乙所示。
求：①金屬桿ab在剛要離開磁場時(shí)加速度的大��；
②此過程中電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱。

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

如圖所示，半徑為R的光滑圓弧軌道ABC豎直放置，A與圓心O等高，B為軌道的最低點(diǎn)，該圓弧軌道與一粗糙直軌道CD相切于C，OC與OB的夾角為53°。一質(zhì)量為m的小滑塊從P點(diǎn)靜止開始下滑，PC間距離為R，滑塊在CD上所受滑動摩擦力為重力的0.3倍。（sin53°，cos53°=0.6）求：

（1）滑塊從P點(diǎn)滑到B點(diǎn)的過程中，重力勢能減少多少？
（2）滑塊第一次經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)對軌道的壓力大��；
（3）為保證滑塊不從A處滑出，PC之間的最大距離是多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

如圖，光滑水平面上存在水平向右、場強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場，電場區(qū)域?qū)挾葹長。質(zhì)量為m、帶電量為+q的物體A從電場左邊界由靜止開始運(yùn)動，離開電場后與質(zhì)量為2m的物體B碰撞并粘在一起，碰撞時(shí)間極短。B的右側(cè)拴接一處于原長的輕彈簧，彈簧右端固定在豎直墻壁上（A、B均可視為質(zhì)點(diǎn)）。求

（1）物體A在電場中運(yùn)動時(shí)的加速度大��；
（2）物體A與B碰撞過程中損失的機(jī)械能；
（3）彈簧的最大彈性勢能。

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

如圖所示，兩根相同的平行金屬直軌道豎直放置，上端用導(dǎo)線接一定值電阻，下端固定在水平絕緣底座上。底座中央固定一根彈簧，金屬直桿ab通過金屬滑環(huán)套在軌道上。在MNPQ之間分布著垂直軌道面向里的勻強(qiáng)磁場，現(xiàn)用力壓桿使彈簧處于壓縮狀態(tài)，撤力后桿被彈起，脫離彈簧后進(jìn)入磁場，穿過PQ后繼續(xù)上升，然后再返回磁場，并能從邊界MN穿出，此后不再進(jìn)入磁場。桿ab與軌道的摩擦力大小恒等于桿重力的倍。已知桿向上運(yùn)動時(shí)，剛穿過PQ時(shí)的速度是剛穿過MN時(shí)速度的一半，桿從PQ上升的最大高度（未超過軌道上端）是磁場高度的n倍；桿向下運(yùn)動時(shí)，一進(jìn)入磁場立即做勻速直線運(yùn)動。除定值電阻外不計(jì)其它一切電阻，已知重力加速度為g。求：

（1）桿向上穿過PQ時(shí)的速度與返回PQ時(shí)的速度大小之比v1：v2；
（2）桿向上運(yùn)動剛進(jìn)入MN時(shí)的加速度大小a；
（3）桿向上、向下兩次穿越磁場的過程中產(chǎn)生的電熱之比Q1：Q2。

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

某興趣小組對遙控車的性能進(jìn)行研究。他們讓小車在平直軌道上由靜止開始運(yùn)動，并將運(yùn)動的全過程記錄下來并得到v-t圖象，如圖所示，除2s-10s內(nèi)的圖線為曲線外，其余均為直線，已知小車運(yùn)動的過程中，2s—14s內(nèi)小車的功率保持不變，在第14s末關(guān)閉動力讓小車自由滑行，已知小車的質(zhì)量為1kg，可認(rèn)為在整個(gè)過程中小車所受到的阻力大小不變。求：

（1）小車勻速行駛階段的功率；
（2）小車在第2-10s內(nèi)位移的大小。

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

如圖所示，光滑水平面AB與豎直面內(nèi)的半圓形導(dǎo)軌在B點(diǎn)相接，導(dǎo)軌半徑為R。一個(gè)質(zhì)量為m的物體將彈簧壓縮至A點(diǎn)后由靜止釋放，在彈力作用下物體獲得某一向右速度后脫離彈簧，脫離彈簧后當(dāng)它經(jīng)過B點(diǎn)進(jìn)入導(dǎo)軌瞬間對導(dǎo)軌的壓力為其重力的8倍，之后向上運(yùn)動完成半個(gè)圓周運(yùn)動恰好到達(dá)C點(diǎn)。試求：

（1）彈簧開始時(shí)的彈性勢能；
（2）物體從B點(diǎn)運(yùn)動至C點(diǎn)克服阻力做的功；
（3）物體離開C點(diǎn)后落回水平面時(shí)，重力的瞬時(shí)功率是多大

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

（18分）如圖所示，與紙面垂直的豎直面MN的左側(cè)空間中存在豎直向上場強(qiáng)大小為的勻強(qiáng)電場（上、下及左側(cè)無界）。一個(gè)質(zhì)量為、電量為的可視為質(zhì)點(diǎn)的帶正電小球，在時(shí)刻以大小為的水平初速度向右通過電場中的一點(diǎn)P，當(dāng)時(shí)刻在電場所在空間中加上一如圖所示隨時(shí)間周期性變化的磁場，使得小球能豎直向下通過D點(diǎn)，D為電場中小球初速度方向上的一點(diǎn)，PD間距為，D到豎直面MN的距離DQ為.設(shè)磁感應(yīng)強(qiáng)度垂直紙面向里為正.

（1）試說明小球在0—時(shí)間內(nèi)的運(yùn)動情況,并在圖中畫出運(yùn)動的軌跡；
（2）試推出滿足條件時(shí)的表達(dá)式（用題中所給物理量、、、、來表示）；
（3）若小球能始終在電場所在空間做周期性運(yùn)動.則當(dāng)小球運(yùn)動的周期最大時(shí)，求出磁感應(yīng)強(qiáng)度及運(yùn)動的最大周期的表達(dá)式（用題中所給物理量、、、來表示）。

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

在研究摩擦力特點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)中，將木塊放在足夠長的靜止水平木板上。如圖甲所示，用力沿水平方向拉木塊，使拉力F從O開始逐漸增大．經(jīng)實(shí)驗(yàn)繪制出摩擦力隨拉力F的變化圖像如圖丙所示．已知木塊質(zhì)量為0.78 kg。

(1)求木塊與長木板間的動摩擦因數(shù)。
(2)若木塊在與水平方向成θ=37°角斜向右上方的恒定拉力F′作用下，以=2.0m／的加速度從靜止開始做勻加速直線運(yùn)動，如圖乙所示，則F′為多大?(取sin 37°=0.6，COS 37°=0.8)

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同步練習(xí)冊答案