【題目】如圖所示，間距為d的平行導軌A1A2A3、C1C2C3的底端A3C3固定在絕緣平臺（圖中未畫出）上，A1A2是圓心為O、半徑為r、圓心角α=53°（半徑OA1水平）的圓弧，C1C2與A1A2完全相同，A2A3、C2C3是足夠長的傾斜直軌道（A2A3與A1A2相切，C2C3與C1C2相切），其頂端A2C2處用鎖定裝置固定長為d、質(zhì)量為m的導體棒甲，底端A3C3處連接阻值為R的定位電阻；A2A3、C2C3所在區(qū)域有磁感應(yīng)強度大小為B、方向垂直導軌平面向上的勻強磁場，A1A2、C1C2所在區(qū)域無磁場。現(xiàn)將與導體棒甲完全相同的導體棒乙從圓弧軌道的頂端A1C1處由靜止釋放，當乙到達A2C2前瞬間將甲解除鎖定，兩導體棒碰撞后粘連在一起，沿A2A3、C2C3加速下滑，下滑距離x后速度不變。重力加速度大小為g，取sin53°=0.8，cos53°=0.6，兩導體棒在導軌上運動時始終與導軌垂直且接觸良好，導軌和導體棒的電阻不計，一切摩擦不計。求：

(1)兩導體棒碰撞前瞬間，乙的速度大小v0；

(2)兩導體棒碰撞后沿A2A3、C2C3下滑至速度不變的過程中，通過定值電阻某一橫截面的電荷量q；

(3)兩導體棒碰撞后沿A2A3、C2C3下滑至速度不變的過程中，定值電阻上產(chǎn)生的焦耳熱Q。

【答案】(1)；(2)；(3)

【解析】

(1)對乙沿A1A2、C1C2下滑的過程，由動能定理有

解得

(2)設(shè)兩導體棒碰撞后沿A2A3、C2C3下滑至速度不變所用的時間為△t，該過程中回路產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動勢為

其中

該過程中通過定值電阻的平均電流為

根據(jù)

解得

(3)設(shè)兩導體棒碰撞后瞬間的速度大小為v1，由動量守恒定律有

mv0=2mv1

解得

由幾何關(guān)系可知，A2A3、C2C3所在平面與平臺間的夾角為

設(shè)兩導體棒碰撞后沿A2A3、C2C3勻速下滑時的速度大小為v2，此時通過定值電阻的電流為

由受力平衡條件有

解得

由能量守恒定律有

解得

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】圖（a）為“研究平拋運動”的實驗裝置（斜槽末端 B 處已經(jīng)調(diào)至水平），利用這套裝置可以測量小物塊 Q與平板 P 之間的動摩擦因數(shù)。先將小物塊 Q在A點由靜止釋放，測量出Q落地點距B點的水平距離 x1；在斜槽末端 B 處對接了平板 P，如圖（b），P板的上表面與斜槽末端相切，再次將物塊Q在A點由靜止釋放，測量出Q落地點距P板右端的水平距離x2；測量出斜槽末端高度 h 和平板 P 的長度 L，重力加速度為 g，則物塊 Q 與平板 P之間的動摩擦因數(shù) 為（　�。�

A.B.C.D.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在利用v-t圖象研究勻變速直線運動的位移時，我們可以把運動過程按橫軸t劃分為很多足夠小的小段，用細長矩形的面積之和代表物體的位移。應(yīng)用上述的方法我們可以分析其他問題。下列說法正確的是（　�。�

A.若橫軸表示絕熱環(huán)境下一定質(zhì)量理想氣體的體積V，縱軸表示氣體壓強P，可以求得氣體內(nèi)能變化量

B.若橫軸表示電阻兩端電壓U，縱軸表示電流I，可以求得電阻消耗的功率

C.若橫軸表示距離d，縱軸表示電場強度E，可以求得電勢差

D.若橫軸表示電流元，縱軸表示磁感應(yīng)強度B，可以求得電流元所受安培力

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】我校開展學生自己動手進行實驗操作的活動。同學們現(xiàn)要測定電阻Rx的阻值（電阻值約為100Ω）以及一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻（內(nèi)阻約為2Ω），除此之外還備有如下器材：

A．電壓表V：量程為2V

B．電阻箱R：總阻值為9999.9Ω

C．開關(guān)、導線若干

(1)為了較準確地測定Rx的電阻值、電池的電動勢和內(nèi)阻，張新同學選擇如圖所示的電路；

(2)張新同學根據(jù)電路圖連接實物圖后，測定電阻Rx時主要進行了兩步實驗：

第1步：閉合S1和S3，斷開S2，記錄電壓表示數(shù)U1；

第2步：閉合S1和S2，斷開S3，調(diào)節(jié)R使電壓表示數(shù)仍為U1，記錄此時R的阻值為r，則被測電阻Rx的電阻值為___________；

(3)閉合S1和S2，斷開S3通過多次改變R，記錄R和對應(yīng)情況下的電壓表示數(shù)U，畫出隨變化的圖線為直線，如圖所示，直線與縱軸的交點坐標為b、斜率為k，則電源電動勢為_____，內(nèi)阻為_____。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在圖甲所示光電效應(yīng)實驗中，將a、b、c三種色光照射同一光電管后得到三條光電流與電壓之間的關(guān)系曲線，如圖乙所示。下列說法正確的是（　�。�

A.當開關(guān)S扳向2時，可得到圖乙中U>0的圖線

B.a光的頻率低于b光的頻率

C.a光的強度大于c光的強度

D.a光對應(yīng)的光電子最大初動能大于c光的光電子最大初動能

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某實驗小組用如圖甲所示的裝置測量木塊與木板間的動摩擦因數(shù)μ，提供的器材有∶帶定滑輪的長木板，打點計時器，交流電源，木塊，紙帶，米尺，8個質(zhì)量均為20g的鉤碼以及細線等。實驗操作過程如下∶

A．長木板置于水平桌面上，帶定滑輪的一端伸出桌面，把打點計時器固定在長木板上并與電源連接，紙帶穿過打點計時器并與木塊相連，細線一端與木塊相連，另一端跨過定滑輪掛上鉤碼，其余鉤碼都疊放在木塊上；

B．使木塊靠近打點計時器，接通電源，釋放木塊，打點計時器在紙帶上打下一系列點，記下懸掛鉤碼的個數(shù)n；

C．將木塊上的鉤碼逐個移到懸掛鉤碼端，更換紙帶，重復實驗操作B；

D．測出每條紙帶對應(yīng)木塊運動的加速度a，實驗數(shù)據(jù)如表乙所示。

(1)實驗開始時，必須調(diào)節(jié)滑輪高度，保證______________。

(2)根據(jù)表乙數(shù)據(jù)，在圖丙中作出a-n圖像_____；圖線得到μ=_____（g=9.8m/s2），還可求的物理量是________（只需填寫物理量名稱）。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，三條虛線表示某電場中的三個等勢面，電勢分別為φ1=5V，φ2=10V，φ3=15V，一個帶電粒子只受電場力作用，按圖中實線軌跡從A點運動到B點。則下列說法正確的是（　�。�

A.粒子帶正電B.粒子在A點的速度小于在B點的速度

C.粒子在A點的加速度小于在B點的加速度D.粒子在A點的電勢能小于在B點的電勢能

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，木板A靜止在光滑水平面上，其左端與固定臺階相距x．與滑塊B（可視為質(zhì)點）相連的細線一端固定在O點．水平拉直細線并給B一個豎直向下的初速度，當B到達最低點時，細線恰好被拉斷，B從A右端的上表面水平滑入．A與臺階碰撞無機械能損失，不計空氣阻力．已知A的質(zhì)量為2m，B的質(zhì)量為m，A、B之間動摩擦因數(shù)為μ；細線長為L、能承受的最大拉力為B重力的5倍；A足夠長，B不會從A表面滑出；重力加速度為g．

(1)求B的初速度大小v0和細線被拉斷瞬間B的速度大小v1；

(2)A與臺階只發(fā)生一次碰撞，求x滿足的條件；

(3)x在滿足(2)條件下，討論A與臺階碰撞前瞬間的速度.

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