【題目】如圖甲所示，兩根由弧形部分和直線部分平滑連接而成的相同光滑金屬導(dǎo)軌平行放置，弧形部分豎直，直線部分水平且左端連線垂直于導(dǎo)軌，已知導(dǎo)軌間距為L。金屬桿a、b長(zhǎng)度都稍大于L，a桿靜止在弧形部分某處，b桿靜止在水平部分某處。水平區(qū)域有豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。a桿從距水平導(dǎo)軌高度h處釋放，運(yùn)動(dòng)過程中a桿沒有與b桿相碰，兩桿與導(dǎo)軌始終接觸且垂直。已知a、b的質(zhì)量分別為2m和m，電阻分別為2R和R，重力加速度為g；導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)，不計(jì)電阻。

(1)求a桿剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，b桿所受安培力大�。�

(2)求整個(gè)過程中產(chǎn)生的焦耳熱；

(3)若a桿從距水平導(dǎo)軌不同高度h釋放，則要求b桿初始位置與水平導(dǎo)軌左端間的最小距離x不同。求x與h間的關(guān)系式，并在圖乙所示的x2-h坐標(biāo)系上畫出h=hl到h=h2區(qū)間的關(guān)系圖線。

【答案】(1) ；(2) ；(3) ，

【解析】

(1)設(shè)a桿剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度為，回路中的電動(dòng)勢(shì)為，電流為，b桿所受安培力大小為F，則

解得

(2)最后a、b桿速度相同，設(shè)速度大小都是，整個(gè)過程中產(chǎn)生的焦耳熱為Q，則

解得

(3)設(shè)b桿初始位置與水平導(dǎo)軌左端間的距離為x時(shí)，a桿從距水平導(dǎo)軌高度h釋放進(jìn)入磁場(chǎng)，兩桿速度相等為時(shí)兩桿距離為零，x即為與高度h對(duì)應(yīng)的最小距離。設(shè)從a桿進(jìn)入磁場(chǎng)到兩桿速度相等經(jīng)過時(shí)間為Δt，回路中平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為，平均電流為，則

對(duì)b桿，由動(dòng)量定理有

或者對(duì)a桿，有

圖線如圖所示（直線，延長(zhǎng)線過坐標(biāo)原點(diǎn)）。

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】如圖所示，水平軌道AB光滑，水平軌道BC粗糙且BC長(zhǎng)，光滑足夠長(zhǎng)的固定斜面體CDE與水平軌道AC在C點(diǎn)平滑連接，一輕質(zhì)彈簧左端固定于A點(diǎn)，當(dāng)彈簧處于自然長(zhǎng)度時(shí)。其右端恰好位于B點(diǎn)，在B點(diǎn)放一質(zhì)量的小球。用一水平力把小球推到O點(diǎn)。此時(shí)彈簧具有的彈性勢(shì)能，。撤去水平力后，小球在斜面體上最遠(yuǎn)能運(yùn)動(dòng)到F點(diǎn)，F點(diǎn)到水平面的距離，g取。求：

（1）水平軌道BC段的動(dòng)摩擦因數(shù)；

（2）小球第三次通過C點(diǎn)時(shí)的速度；

（3）小球最終停止的位置距C點(diǎn)多遠(yuǎn)？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】科研人員乘熱氣球進(jìn)行科學(xué)考察，氣球、座艙、壓艙物和科研人員的總質(zhì)量為M=200kg。氣球在空中以v0=0.1m/s的速度勻速下降，距離水平地面高度h=186m時(shí)科研人員將質(zhì)量m=20kg的壓艙物豎直向下拋出，拋出后6s壓艙物落地。不計(jì)空氣阻力，熱氣球所受浮力不變，重力加速度取g=10m/s2，求：

（1）壓艙物剛被拋出時(shí)的速度大小

（2）壓艙物落地時(shí)熱氣球距離水平地面的高度

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】在等邊△ABC的頂點(diǎn)處分別固定有電荷量大小相等的點(diǎn)電荷，其中A點(diǎn)電荷帶正電，B、C兩點(diǎn)電荷帶負(fù)電，如圖所示。O為BC連線的中點(diǎn)，a為△ABC的中心，b為AO延長(zhǎng)線上的點(diǎn)，且aO=bO。下列說法正確的是（　�。�

A.a點(diǎn)電勢(shì)高于O點(diǎn)電勢(shì)

B.a點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)小于b點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)

C.b點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向是O→b

D.a、O間電勢(shì)差的絕對(duì)值大于b、O間電勢(shì)差的絕對(duì)值

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】用如圖甲所示裝置驗(yàn)證滑塊（含遮光片）和重物組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒。光電門固定在氣墊導(dǎo)軌上B點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)步驟如下：

①用天平測(cè)滑塊（含遮光片）質(zhì)量M和重物質(zhì)量m，用螺旋測(cè)微器測(cè)遮光片寬度d。測(cè)得M=3.0kg，m=l.0kg。

②正確安裝裝置，并調(diào)整氣墊導(dǎo)軌使其水平，調(diào)整滑輪，使細(xì)線與導(dǎo)軌平行。

③在氣墊導(dǎo)軌上確定點(diǎn)A，讓滑塊由靜止從A點(diǎn)釋放，記錄滑塊通過光電門遮光片的擋光時(shí)間；并用刻度尺測(cè)A、B兩點(diǎn)間距離s。

④改變A點(diǎn)位置，重復(fù)第③步，得到如下表數(shù)據(jù)：

1

2

3

4

5

6

s/cm

20.0

30.0

40.0

50.0

60.0

70.0

/（）

2.19

1.78

1.55

1.38

1.26

1.17

回答下列問題：

(1)測(cè)遮光片的寬度d時(shí)的情況如圖乙所示，則d=___________mm。

(2)只將滑塊放在導(dǎo)軌上，給氣墊導(dǎo)軌充氣，調(diào)整氣墊導(dǎo)軌，當(dāng)滑塊___________時(shí)，可以認(rèn)為導(dǎo)軌水平了。

(3)某同學(xué)分析處理表中第3組數(shù)據(jù)，則他算得系統(tǒng)減少的重力勢(shì)能△Ep=___________J，系統(tǒng)增加的動(dòng)能△Ek=___________J。根據(jù)計(jì)算結(jié)果，該同學(xué)認(rèn)為在誤差范圍內(nèi)系統(tǒng)機(jī)械能守恒。（g取9.80m/s2，計(jì)算結(jié)果保留3位有效數(shù)字）

(4)另一位同學(xué)認(rèn)為前面伺學(xué)只選擇了一組數(shù)據(jù)，他嘗試?yán)蒙媳碇腥繑?shù)據(jù)，做出了函數(shù)關(guān)系圖像，圖像是一條過坐標(biāo)原點(diǎn)的直線___________。

A. B. C. D.

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】某種透明材料制成的半球殼，外徑是內(nèi)徑的兩倍，過球心O的截面如圖所示，A是外球面上的點(diǎn)，AO是半球殼的對(duì)稱軸。一單色光在圖示截面內(nèi)從A點(diǎn)射入，當(dāng)入射角i=45°時(shí)折射光恰與內(nèi)球面相切于B點(diǎn)。

（i）求透明材料對(duì)該光的折射率；

（ii）要使從A點(diǎn)入射光的折射光能從內(nèi)球面射出半球殼，求光在A點(diǎn)入射角應(yīng)滿足的條件。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示。在MNQP中有一垂直紙面向里勻強(qiáng)磁場(chǎng)。質(zhì)量和電荷量都相等的帶電粒子a、b、c以不同的速率從O點(diǎn)沿垂直于PQ的方向射入磁場(chǎng)。圖中實(shí)線是它們的軌跡。已知O是PQ的中點(diǎn)。不計(jì)粒子重力。下列說法中正確的是（　�。�

A.粒子c帶正電，粒子a、b帶負(fù)電

B.射入磁場(chǎng)時(shí)粒子c的速率最小

C.粒子a在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間最長(zhǎng)

D.若勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度增大，其它條件不變，則a粒子運(yùn)動(dòng)時(shí)間不變

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，在水平桌面的邊角處有一輕質(zhì)光滑的定滑輪K，一條不可伸長(zhǎng)的輕繩繞過定滑輪K分別與物體A、B相連，A、B的質(zhì)量分別為mA=3kg、mB=2kg．現(xiàn)用一水平恒力F拉物體A，使物體B上升（A、B均從靜止開始運(yùn)動(dòng)）．已知當(dāng)B上升距離為h=0.2m時(shí)，B的速度為v=1m/s．已知A與桌面的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.25，重力加速度為g=10m/s2。求：

（1）力F的大小和A、B系統(tǒng)的加速度大�。�

（2）當(dāng)B的速度為v=1m/s時(shí)，輕繩突然斷了，那么在B上升的過程中，A向左運(yùn)動(dòng)多遠(yuǎn)？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的實(shí)驗(yàn)：在小車A的前端粘有橡皮泥，推動(dòng)小車A使之做勻速運(yùn)動(dòng)，然后與原來(lái)靜止在前方的小車B相碰并粘合成一體，繼續(xù)做勻速運(yùn)動(dòng)。他設(shè)計(jì)的裝置如圖甲所示。在小車A后連著紙帶，電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源頻率為50Hz，長(zhǎng)木板下墊著小木片以平衡摩擦力。

(1)若已測(cè)得打點(diǎn)紙帶如圖乙所示，并測(cè)得各計(jì)數(shù)點(diǎn)的間距(已標(biāo)在圖上)。A為運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)，則應(yīng)選________段來(lái)計(jì)算A碰前的速度，應(yīng)選________段來(lái)計(jì)算A和B碰后的共同速度(以上兩空選填“AB”“BC”“CD”或“DE”)。

(2)已測(cè)得小車A的質(zhì)量m1＝0.4kg，小車B的質(zhì)量m2＝0.2kg，則碰前兩小車的總動(dòng)量為________kg·m/s，碰后兩小車的總動(dòng)量為________kg·m/s。

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同步練習(xí)冊(cè)答案