【題目】如圖甲所示。在同一水平面上，兩條足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌MNPQ間距為，右端接有電阻，導(dǎo)軌EF連線左側(cè)光滑且絕緣.右側(cè)導(dǎo)軌粗糙，EFGH區(qū)域內(nèi)有垂直導(dǎo)軌平面磁感應(yīng)強(qiáng)度的矩形勻強(qiáng)磁場(chǎng)；一根輕質(zhì)彈簧水平放置，左端固定在K點(diǎn)，右端與質(zhì)量為的金屬棒a接觸但不栓接，且與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)，彈簧自由伸長(zhǎng)時(shí)a棒剛好在EF處，金屬棒a垂直導(dǎo)軌放置，現(xiàn)使金屬棒a在外力作用下緩慢地由EF向左壓縮至AB處鎖定，壓縮量為。此時(shí)在EF處放上垂直于導(dǎo)軌質(zhì)量電阻的靜止金屬棒b。接著釋放金屬棒a，兩金屬棒在EF處碰撞，a彈回并壓縮彈簧至CD處時(shí)速度剛好為零且被鎖定，此時(shí)壓縮量為，b棒向右運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過從右邊界GH離開磁場(chǎng)，金屬棒b在磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)過程中流經(jīng)電阻R的電量。設(shè)棒的運(yùn)動(dòng)都垂直于導(dǎo)軌，棒的大小不計(jì)，已知彈簧的彈力與形變量的關(guān)系圖像（如圖乙）與x軸所圍面積為彈簧具有的彈性勢(shì)能。求：

（1）金屬棒a碰撞金屬棒b前瞬間的速度

（2）金屬棒b離開磁場(chǎng)時(shí)的速度

（3）整個(gè)過程中電阻R上產(chǎn)生的熱量

【答案】（1） （2） （3）

【解析】

（1）如乙圖所示，最初彈簧具有的彈性勢(shì)能：

根據(jù)機(jī)械能守恒得：

可得

（2）設(shè)棒反彈的速度為，棒碰后速度為，金屬棒離開磁場(chǎng)時(shí)的速度。

彈回至處時(shí)彈簧具有的彈性勢(shì)能為：

根據(jù)機(jī)械能守恒得：

解得

對(duì)于碰撞過程，取向右為正方向，由動(dòng)量守恒定律得：

可得

棒通過磁場(chǎng)的過程，根據(jù)動(dòng)量定理得：

又：

可得

（3）根據(jù)：

可得

整個(gè)過程中回路產(chǎn)生的總熱量：

電阻上產(chǎn)生的熱量：

聯(lián)立解得：

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】坐標(biāo)原點(diǎn)O處有一點(diǎn)狀的放射源，它向xOy平面內(nèi)的x軸上方各個(gè)方向發(fā)射粒子，粒子的速度大小都是v0，在0＜y＜d的區(qū)域內(nèi)分布有指向y軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)大小為E＝，其中q與m分別為α粒子的電荷量和質(zhì)量；在d＜y＜2d的區(qū)域內(nèi)分布有垂直于xOy平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．ab為一塊很大的平面感光板，放置于y＝2d處，如圖所示．觀察發(fā)現(xiàn)此時(shí)恰無粒子打到ab板上．(不考慮粒子的重力)

(1)求粒子剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的動(dòng)能Ek及磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大��；

(2)將ab板平移到縱坐標(biāo)為多少的位置時(shí)所有粒子恰好均能打到板上？并求ab板在此位置被粒子打中區(qū)域的長(zhǎng)度L．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在如圖所示的電路中，電源的電動(dòng)勢(shì)E恒定，內(nèi)阻r=1Ω，R1為光敏電阻（其阻值隨光照的增強(qiáng)而減小），定值電阻R2=2Ω，R3=5Ω，電表均為理想電表．則下列說法正確的是（ ）

A.當(dāng)光照增強(qiáng)時(shí)，電源的效率增大

B.當(dāng)光照增強(qiáng)時(shí)，電容器的電荷量減小

C.光照強(qiáng)度變化時(shí)，電壓表示數(shù)和電流表示數(shù)之比不變

D.若光敏電阻R1阻值變化范圍為2～9Ω，則光照強(qiáng)度變化前后，ab段電路消耗的電功率可能相同

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】為準(zhǔn)確測(cè)繪小燈泡的伏安特性曲線，利用如下器材設(shè)計(jì)了甲乙兩個(gè)電路

A.小燈泡（額定電壓為2.5V，額定電流為0.3A）

B.電流表（量程0-0.6A，內(nèi)阻約2Ω）

C.電壓表V（量程0-3V內(nèi)阻約10kΩ）

D.滑動(dòng)變阻器（0-52Ω，3A）

E.直流電源B（約為3V）

F.開關(guān)、導(dǎo)線若干

（1）實(shí)驗(yàn)電路選擇______。（填甲或乙）

（2）如圖丙是利用歐姆表測(cè)定小燈泡的電阻______Ω.

（3）按照實(shí)驗(yàn)測(cè)得的伏安特性曲線如丁圖中的1曲線，考慮誤差因素，真實(shí)的伏安特性曲線更接近______曲線（填2或3）。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，PQ是某電場(chǎng)中的一條直的電場(chǎng)線，一個(gè)帶電粒子僅在電場(chǎng)力作用下從a運(yùn)動(dòng)到b，軌跡為一條拋物線，則下列說法正確的是（ ）

A.粒子一定帶正電

B.粒子的速度一定在增大

C.粒子的速度變化快慢一定是恒定的

D.粒子的電勢(shì)能一定在增大

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某學(xué)習(xí)小組利用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究螺線管線圈中感應(yīng)電流的方向。

（1）由于粗心該小組完成表格時(shí)漏掉了一部分（見表格），發(fā)現(xiàn)后又重做了這部分：將磁鐵S極向下從螺線管上方豎直插入過程，發(fā)現(xiàn)電流計(jì)指針向右偏轉(zhuǎn)（已知電流從右接線柱流入電流計(jì)時(shí)，其指針向右偏轉(zhuǎn)），則①填________，②填________。

B原方向

ΔΦ

I感方向（俯視）

B感方向

N極插入

向下

增大

逆時(shí)針

向上

S極插入

向上

增大

①

②

N極抽出

向下

減小

順時(shí)針

向下

S極抽出

向上

減小

逆時(shí)針

向上

（2）由實(shí)驗(yàn)可得磁通量變化ΔΦ、原磁場(chǎng)B原方向、感應(yīng)電流的磁場(chǎng)B感方向三者之間的關(guān)系：________。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，站在車上的人，用錘子連續(xù)敲打小車。初始時(shí)，人、車、錘都靜止。假設(shè)水平地面光滑，關(guān)于這一物理過程，下列說法正確的是

A. 連續(xù)敲打可使小車持續(xù)向右運(yùn)動(dòng)

B. 人、車和錘組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒

C. 當(dāng)錘子速度方向豎直向下時(shí)，人和車水平方向的總動(dòng)量為零

D. 人、車和錘組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】質(zhì)量均勻分布的直導(dǎo)體棒放置于四分之一的光滑圓弧軌道上，其截面如圖所示。導(dǎo)體棒中通有電流強(qiáng)度大小為I的電流，空間存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的方向豎直向上。導(dǎo)體棒平衡時(shí)，導(dǎo)體棒與圓心的連線跟豎直方向的夾角為，軌道與導(dǎo)體棒的彈力為。下列說法正確的是（ ）

A.若僅將磁場(chǎng)方向沿逆時(shí)針緩慢轉(zhuǎn)過90°，則逐漸減小

B.若僅將磁場(chǎng)方向沿逆時(shí)針緩慢轉(zhuǎn)過90°，則逐漸增大

C.若僅將電流強(qiáng)度I緩慢增大，則逐漸減小

D.若僅將電流強(qiáng)度I緩慢增大，則逐漸增大

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在如圖所示電路中，電源電動(dòng)勢(shì)E=12V，內(nèi)阻r=4Ω，R1=R2=2Ω，燈泡電阻RL=3Ω，滑動(dòng)變阻器總阻值R=8Ω，當(dāng)滑片P位于滑動(dòng)變阻器正中間，開關(guān)S處于閉合狀態(tài)時(shí)，電容器內(nèi)有一帶電微粒恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)，燈泡L正常發(fā)光。當(dāng)滑片P向N端移動(dòng)后，下列說法正確的是

A. 微粒向上運(yùn)動(dòng)

B. 電流表示數(shù)變小

C. 燈泡L變暗

D. 電源輸出功率變大

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