(2)金屬棒在水平導(dǎo)軌滑行過(guò)程加速度的最大值．(設(shè)棒從傾斜導(dǎo)軌進(jìn)入水平導(dǎo)軌過(guò)程速度大小保持不變) 【查看更多】

 

題目列表(包括答案和解析)

圖6，金屬棒P從高h(yuǎn)處以速度v0沿光滑弧形平行導(dǎo)軌下滑，進(jìn)入軌道的水平部分后，在自下而上垂直于導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.在軌道的水平部分原來(lái)靜止放著另一根金屬棒Q，已知mP∶mQ=3∶4，假設(shè)導(dǎo)軌足夠長(zhǎng).試問(wèn):

（1）當(dāng)P棒進(jìn)入磁場(chǎng)后，P、Q棒各做什么運(yùn)動(dòng)？?

（2）P棒剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，P、Q兩棒加速度之比為多少？?

（3）若兩棒始終沒(méi)有碰撞，求P和Q的最大速度；?

（4）在整個(gè)過(guò)程中回路中消耗的電能是多少？（已知mP）

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圖6，金屬棒P從高h(yuǎn)處以速度v0沿光滑弧形平行導(dǎo)軌下滑，進(jìn)入軌道的水平部分后，在自下而上垂直于導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.在軌道的水平部分原來(lái)靜止放著另一根金屬棒Q，已知mP∶mQ=3∶4，假設(shè)導(dǎo)軌足夠長(zhǎng).試問(wèn):

（1）當(dāng)P棒進(jìn)入磁場(chǎng)后，P、Q棒各做什么運(yùn)動(dòng)？?
（2）P棒剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，P、Q兩棒加速度之比為多少？?
（3）若兩棒始終沒(méi)有碰撞，求P和Q的最大速度；?
（4）在整個(gè)過(guò)程中回路中消耗的電能是多少？（已知mP）

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如圖6，金屬棒P從高h(yuǎn)處以速度v0沿光滑弧形平行導(dǎo)軌下滑，進(jìn)入軌道的水平部分后，在自下而上垂直于導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.在軌道的水平部分原來(lái)靜止放著另一根金屬棒Q，已知mP∶mQ=3∶4，假設(shè)導(dǎo)軌足夠長(zhǎng).試問(wèn):

圖6

（1）當(dāng)P棒進(jìn)入磁場(chǎng)后，P、Q棒各做什么運(yùn)動(dòng)？?

（2）P棒剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，P、Q兩棒加速度之比為多少？?

（3）若兩棒始終沒(méi)有碰撞，求P和Q的最大速度；?

（4）在整個(gè)過(guò)程中回路中消耗的電能是多少？（已知mP）

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光滑平行金屬導(dǎo)軌M、N水平放置，導(dǎo)軌上放置著一根與導(dǎo)軌垂直的導(dǎo)體棒PQ．導(dǎo)軌左端與由電容為C的電容器、單刀雙擲開(kāi)關(guān)和電動(dòng)勢(shì)為E的電源組成的電路相連接，如圖所示．在導(dǎo)軌所在的空間存在方向垂直于導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)（圖中未畫(huà)出）．先將開(kāi)關(guān)接在位置a，使電容器充電并達(dá)到穩(wěn)定后，再將開(kāi)關(guān)撥到位置b．導(dǎo)體棒將會(huì)在磁場(chǎng)的作用下開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng)，設(shè)導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)．則以下說(shuō)法中正確的是（　�。�

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如圖所示，在水平面上固定一光滑金屬導(dǎo)軌HGDEF，EF∥GH，DE=EF=DG=GH=EG=L．一質(zhì)量為m足夠長(zhǎng)導(dǎo)體棒AC垂直EF方向放置于在金屬導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌與導(dǎo)體棒單位長(zhǎng)度的電阻均為r．整個(gè)裝置處在方向豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中．現(xiàn)對(duì)導(dǎo)體棒AC施加一水平向右的外力，使導(dǎo)體棒從D位置開(kāi)始以速度v0沿EF方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體棒在滑動(dòng)過(guò)程中始終保持與導(dǎo)軌良好接觸．

1.求導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)到FH位置，即將離開(kāi)導(dǎo)軌時(shí)，FH兩端的電勢(shì)差．

2.關(guān)于導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)過(guò)程中回路產(chǎn)生感應(yīng)電流，小明和小華兩位同學(xué)進(jìn)行了討論．小明認(rèn)  為導(dǎo)體棒在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中是勻速的，所以回路中電流的值是恒定不變的；小華則認(rèn)  為前一過(guò)程導(dǎo)體棒有效切割長(zhǎng)度在增大，所以電流是增大的，后一過(guò)程導(dǎo)體棒有效切 割長(zhǎng)度不變，電流才是恒定不變的．你認(rèn)為這兩位同學(xué)的觀點(diǎn)正確嗎?請(qǐng)通過(guò)推算證  明你的觀點(diǎn)．

3.求導(dǎo)體棒從D位置運(yùn)動(dòng)到EG位置的過(guò)程中，導(dǎo)體棒上產(chǎn)生的焦耳熱．

 

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13．（10分）（1）ADEF．（2）不變；放．（每空2分）

14．（10分）（1）ACE．（2）0.4 ；y軸正方向．（每空2分）

15．（11分）

  （1）右端（1分），vA ＝0.72 m/s（2分），vB＝0.97 m/s（2分）．

  （2）G，B（每空2分）

  （3）（2分）

16．（13分）

電壓表讀數(shù)變化很�。�1分），新電池的內(nèi)阻很小，內(nèi)電路的電壓降很�。�2分）

（1）防止變阻器電阻過(guò)小時(shí)，電池被短路或電流表被燒壞（或限制電流，防止電源短路）. （2分）

（2）R1（2分）

（3）如圖所示，有一處畫(huà)錯(cuò)不給分（2分）

（4） （2分）

（5）盡可能多測(cè)幾組U、I值，分別求出每組  

的E、r值，最后求平均值（或作U-I 圖像

利用圖線在坐標(biāo)軸上截距求出E、r）.（2分）

 

17．（16分）參考解答：

（1）用M表示地球質(zhì)量，m表示飛船質(zhì)量，由萬(wàn)有引力定律和牛頓定律得

             ①（3分）    

地球表面質(zhì)量為m0的物體，有

                   ② （3分）      

解得飛船在圓軌道上運(yùn)行時(shí)速度

                       ③（2分）

飛船在運(yùn)行的周期

                    ④（2分）

解得

             ⑤（2分）

（2）第一宇宙速度v1滿(mǎn)足

                               ⑥（2分）

因此飛船在圓軌道上運(yùn)行時(shí)速度與第一宇宙速度的比值

                          ⑦（2分）

18．（16分）參考解答：

（1）金屬棒下滑產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

                                          ① （3分）  

回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流

                                     ②（2分）

        棒勻速下滑，安培力等于重力沿斜面的分力

                            ③（3分）

可解得棒勻速下滑的速度

                                 ④（2分）

（2）金屬棒剛進(jìn)入水平導(dǎo)軌時(shí)加速度最大，此時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

                                       ⑤（1分）

安培力大小為

                       ⑥（1分）

    安培力方向與水平方向成θ角斜向右

    此時(shí)金屬棒做減速運(yùn)動(dòng)，加速度大小為am，則

                                      ⑦（2分）

   解得                    ⑧（2分）

19．（17分）參考解答：

（1）設(shè)由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)經(jīng)歷的時(shí)間為t，則有

                      ①（1分）

以a表示粒子在電場(chǎng)作用下的加速度，有

qE=ma                         ②（1分）       

                       ③（1分）           

解得                     ④（1分）

（2）設(shè)粒子從C點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度為v，v垂直于x 軸的分量

                        ⑤（1分）  

             ⑥（1分）           

設(shè)粒子經(jīng)過(guò)C點(diǎn)時(shí)的速度方向與x軸夾角為，則有

               

即                      ⑦（1分）

（2）粒子從C點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)后在磁場(chǎng)中做半徑為R的圓周運(yùn)動(dòng)。則有

                  ⑧（1分）

將代入可解得

                           ⑨（1分）

由于，因此粒子從y軸上的D點(diǎn)離開(kāi)磁場(chǎng)。⑩（1分）

設(shè)圓心為P，。用表示與y軸的夾角，由幾何關(guān)系得

           ⑾（3分，其中圖占2分）

解得即             ⑿（1分）    

因?yàn)?sub>，因此粒子在磁場(chǎng)區(qū)域中運(yùn)動(dòng)了周，經(jīng)過(guò)的時(shí)間為

                     ⒀（1分）

解得                         ⒁（2分）

20．（19分）參考解答：

    設(shè)A、B、C三者的質(zhì)量都為m，從開(kāi)始到C、A的速度達(dá)到相等這一過(guò)程所需時(shí)間為t．

對(duì)C，由牛頓定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律有

                                   

                                        

                                     ①（2分）

對(duì)A，由牛頓定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律有

                        

                                       

                                           ②（2分）

對(duì)B，由牛頓定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律有

                                      

                                         

                                     ③（2分）

C和B恰好發(fā)生碰撞，有

                                                   

     由以上各式解得初速度

                                         ④（2分）

     A、B、C三者的位移和末速度分別為

（向左），（向右），（向左）  ⑤（2分）

        （向左），（向右）               ⑥

C和B發(fā)生碰撞時(shí)兩者的速度立刻互換，則碰撞后C和B的速度各為

（向右），（向左）

碰撞后B和A的速度相等，設(shè)B和A保持相對(duì)靜止一起運(yùn)動(dòng)，此時(shí)對(duì)B和A整體有

隔離B，則B受到的摩擦力為

   

    可得，說(shuō)明B和A保持相對(duì)靜止一起運(yùn)動(dòng)．          ⑦（2分）

設(shè)C最后停在車(chē)板上時(shí)，共同的速度為vt，由動(dòng)量守恒定律可得

                                        ⑧（1分）

可得vt＝0

這一過(guò)程，對(duì)C，由動(dòng)能定理有

                                     ⑨（1分）

對(duì)B和A整體，由動(dòng)能定理有

                                    ⑩（1分）

解得C和A的位移分別是

（向右），（向左）                    ⑾（2分）

    這樣，C先相對(duì)于車(chē)板向左移動(dòng)，然后又相對(duì)于車(chē)板向右移動(dòng)

，恰好回到原來(lái)的位置．即滑塊C最后停在車(chē)板右端． ⑿（2分）

 

 


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