【題目】如圖所示，兩根平行的光滑金屬導(dǎo)軌與水平面成53°放置，兩導(dǎo)軌上端接了一個Ω的定值電阻，導(dǎo)軌電阻忽略不計，在水平虛線P、Q間有一與導(dǎo)軌所在平面垂直的勻強(qiáng)磁場B，磁場區(qū)域的寬度為d = 1.0 m．導(dǎo)體棒、b的質(zhì)量分別為、，電阻。現(xiàn)將它們分別從圖中M、N處同時由靜止釋放，兩棒向下滑動中與導(dǎo)軌始終垂直且接觸良好，當(dāng)剛穿出磁場時，正好進(jìn)入磁場，且都是勻速穿過磁場區(qū)域。取重力加速度g = 10m/s2，sin53° = 0.8，cos53° = 0.6，不計電流間的相互作用，求：

（1）從開始釋放起到棒剛穿出磁場止，這個過程中，導(dǎo)體棒上消耗的電能？

（2）從開始釋放起到兩棒相遇所用的時間以及相遇點與Q的距離（結(jié)果可以用分?jǐn)?shù)表示）

【答案】（1）1.04J（2）；m

【解析】

根據(jù)金屬桿的受力平衡即安培力等于重力的分力解出兩桿的安培力大小，克服安培力做功等于重力所做的功；根據(jù)運(yùn)動學(xué)關(guān)系式解出兩桿的間距。

（1）a、b勻速經(jīng)過磁場時受安培力

b棒克服安培力做功，系統(tǒng)產(chǎn)生的電能分別為：

a、b勻速經(jīng)過磁場時,電路結(jié)構(gòu)相同：電源內(nèi)阻

b勻速過磁場時b棒消耗電能

a勻速過磁場時b棒消耗電能

即b棒共消耗電能Q=1.04J

（2）由

則聯(lián)立前面可得

由

得

a進(jìn)磁場前加速時間

a勻速經(jīng)過磁場用時

在a勻速過磁場時b加速位移

得

此時b速度變?yōu)?/span>

則相遇時有

得

即從開始到相遇共用時

此時相遇點離Q間距x=gsin53

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖,半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.M為磁場邊界上一點,有無數(shù)個帶電荷量為q、質(zhì)量為m的相同粒子(不計重力)在紙面內(nèi)向各個方向以相同的速率通過M點進(jìn)入磁場,這些粒子射出邊界的位置均處于邊界的某一段圓弧上,這段圓弧的弧長是圓周長的.下列說法中正確的是 (　　)

A. 粒子從M點進(jìn)入磁場時的速率為v=

B. 粒子從M點進(jìn)入磁場時的速率為v=

C. 若將磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小增加到B,則粒子射出邊界的圓弧長度變?yōu)樵瓉?/span>

D. 若將磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小增加到B,則粒子射出邊界的圓弧長度變?yōu)樵瓉?/span>

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】我們位于地球的北半球，曾經(jīng)在教室的天花板上裝有吊扇。假設(shè)吊扇的各葉片水平，只考慮該處地磁場的豎直分量，設(shè)地磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度的豎直分量的大小為B，葉片的長度為L，中間圓盤半徑為R。電扇使用時轉(zhuǎn)動的頻率為f，逆著地磁場豎直分量的方向看吊扇，其葉片按逆時針方向轉(zhuǎn)動，葉片的近軸端為a，遠(yuǎn)軸端為b，如圖所示，用E表示每個葉片上的感應(yīng)電動勢，則（）

A. E=πf (L + R )LB ，且a點電勢高于b點電勢

B. E=2πf(L –R )LB ，且a點電勢高于b點電勢

C. E=2πfL ( L - 2R ) B ，且a點電勢低于b點電勢

D. E=πfL ( L + 2R ) B ，且a點電勢低于b點電勢

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】半圓形金屬框豎直放在粗糙的水平地面上，套在其上的光滑小球P在水平外力F 作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)，P與圓心O 的連線與水平面的夾角為θ ，現(xiàn)用力F 拉動小球，使其緩慢上移到框架的最高點，在此過程中金屬框架始終保持靜止，下列說法中正確的是 （ ）

A. 框架對小球的支持力先減小后增大

B. 水平拉力F 先增大后減小

C. 地面對框架的支持力先減小后增大

D. 地面對框架的摩擦力一直減小

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在xoy平面內(nèi)有和它垂直的范圍足夠大且方向向里的勻強(qiáng)磁場，磁感強(qiáng)度大小為B。質(zhì)量為ｍ，帶電量為+q的粒子，從Ｏ點以某一初速度垂直射入磁場，不計重力，其軌跡與x軸交于M點，與y軸交于N點（圖中M、N未畫出）。求：

（1）粒子初速度方向與x軸正向夾角θ 的正切值。

（2）粒子初速度v的大小；

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在水平向左的勻強(qiáng)電場中，一帶電顆粒以速度v從a點水平向右拋出，不計空氣阻力，顆粒運(yùn)動到b點時速度大小仍為v，方向豎直向下。已知顆粒的質(zhì)量為m，電荷量為q，重力加速度為g，則顆粒從a運(yùn)動到b的過程中

A. 做勻變速運(yùn)動

B. 速率先增大后減小

C. 電勢能增加了

D. a點的電勢比b點低

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某研究小組做"驗證力的平行四邊形定則”的實驗，器材有：方木板一塊，白紙，量程為5 N的彈簧測力計兩個，橡皮條（帶兩個較長的細(xì)繩套），刻度尺，圖釘（若干個）。

（1）具體操作前，同學(xué)們提出了如下關(guān)于實驗操作的建議，其中正確的是______。

A．橡皮條應(yīng)和兩繩套夾角的角平分線在一條直線上

B．重復(fù)實驗再次進(jìn)行驗證時，結(jié)點O的位置可以與前一次不同

C．使用測力計時，施力方向應(yīng)沿測力計軸線；讀數(shù)時視線應(yīng)正對測力計刻度

D．用兩個測力計互成角度拉橡皮條時的拉力必須都小于只用一個測力計時的拉力

（2）該小組的同學(xué)用同一套器材做了四次實驗，白紙上留下的標(biāo)注信息有結(jié)點位置O，力的標(biāo)度、分力和合力的大小及表示力的作用線的點，如下圖所示。其中對于提高實驗精度最有利的是_____。

A. B.

C. D.

(3)該小組同學(xué)仔細(xì)分析試驗，懷疑是嚴(yán)重的橡皮筋被多次拉伸后彈性發(fā)生了變化，影響實驗結(jié)果。該小組討論后找來鉤碼，改用如圖所示的實驗裝置來實驗，三條細(xì)繩結(jié)于O點分別與兩彈簧測力計和鉤碼相接。實驗步驟如下：

A．彈簧測力計A掛于固定在豎直木板上的P點

B．結(jié)點O下的細(xì)線掛鉤碼C

C．手持彈簧測力計B緩慢向左拉，使結(jié)點O靜止在某位置

D．記下鉤碼質(zhì)量、結(jié)點O的位置、讀出并記錄彈簧測力計A和B的示數(shù)

①步驟D中漏記錄了______。

②在實驗過程中，下列哪些情況會對實驗結(jié)果產(chǎn)生誤差的是_____。

A．改變彈簧測力計B拉力進(jìn)行多次實驗時，結(jié)點O的位置發(fā)生變化

B．木板不豎直

C．A彈簧測力計外殼的重力

D．B彈簧測力計的拉力方向沒有保持水平

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖足夠長且電阻不計的光滑金屬導(dǎo)軌CF、DE的末端C，D點間接有一個電源，電源電動勢E=6V，內(nèi)阻r=10Ω．兩導(dǎo)軌延長交于O點，△OEF為等腰三角形，E、F兩點處于同一水平面上，導(dǎo)軌所在平面與水平面的夾角0=37°，導(dǎo)軌上水平橫架一根質(zhì)量m=0.2kg且單位長度電阻為a=1Ω的導(dǎo)體棒PQ．在垂直導(dǎo)軌平面的方向加一勻強(qiáng)磁場B，g取10m/s2，sin37=0.6。

（1）當(dāng)PQ接入電路的長度L=0.5m時，求流過PQ的電流和CD兩點間的電壓。

（2）當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1.5T時，PQ靜止在導(dǎo)軌上的某一位置，求此時磁場的方向、PQ所受安培力的大小及其電流的大小。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】水平固定放置的足夠長的U形金屬導(dǎo)軌處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場中,在導(dǎo)軌上放著金屬棒ab，開始時，ab棒以水平初速度v0向右運(yùn)動，最后靜止在導(dǎo)軌上，就導(dǎo)軌光滑和粗糙兩種情況比較，這個過程（ ）

A．安培力對ab棒所做的功不相等

B．電流所做的功相等

C．產(chǎn)生的總內(nèi)能不相等

D．光滑時通過ab棒的電荷量多

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