【題目】如圖所示，電阻不計(jì)的光滑金屬導(dǎo)軌由彎軌AB，FG和直窄軌BC，GH以及直寬軌DE、IJ組合而成，AB、FG段均為豎直的圓弧，半徑相等，分別在B，G兩點(diǎn)與窄軌BC、GH相切，窄軌和寬軌均處于同一水平面內(nèi)，BC、GH等長(zhǎng)且與DE，IJ均相互平行，CD，HI等長(zhǎng)，共線，且均與BC垂直。窄軌和寬軌之間均有豎直向上的磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，窄軌間距為，寬軌間距為L。由同種材料制成的相同金屬直棒a，b始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，兩棒的長(zhǎng)度均為L，質(zhì)量均為m，電阻均為R。初始時(shí)b棒靜止于導(dǎo)軌BC段某位置，a棒由距水平面高h處自由釋放。已知b棒剛到達(dá)C位置時(shí)的速度為a棒剛到達(dá)B位置時(shí)的，重力加速度為g，求：

（1）a棒剛進(jìn)入水平軌道時(shí)，b棒加速度ab的大��；

（2）b棒在BC段運(yùn)動(dòng)過程中，a棒產(chǎn)生的焦耳熱Qa；

（3）若a棒到達(dá)寬軌前已做勻速運(yùn)動(dòng)，其速度為a棒剛到達(dá)B位置時(shí)的，則b棒從剛滑上寬軌到第一次達(dá)到勻速的過程中產(chǎn)生的焦耳熱Qb。

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

（1）a棒剛進(jìn)入水平軌道時(shí)，由機(jī)械能守恒得

解得

由：

得

由牛頓第二定律

（2）b棒在窄軌上運(yùn)動(dòng)的過程中，對(duì)a、b棒，設(shè)b棒剛滑上寬軌時(shí)的速度為，此時(shí)a棒的速度為，由動(dòng)量守恒得：

又由：

得

故由能量守恒，該過程中系統(tǒng)產(chǎn)生的焦耳熱：

又因此過程中，a、b棒連入電路的電阻相等，故由

得

（3）當(dāng)a棒在窄軌上勻速時(shí)，b棒在寬軌上也一定勻速，設(shè)其速度分別為、，由

E=BLv

知

由得

而由可得

b棒剛滑上寬軌時(shí)，a，b兩棒的總動(dòng)能為

b棒在寬軌上第一次恰好達(dá)到勻速時(shí)，a，b兩棒的總動(dòng)能為

故從b棒剛滑上寬軌到第一次達(dá)到勻速的過程中，兩棒產(chǎn)生的總焦耳熱

而此過程中，b棒連入電路的電阻是a棒的兩倍，由

知

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】如圖是磁流體發(fā)電機(jī)的裝置，a、b組成一對(duì)平行電極，兩板間距為d，板平面的面積為S，內(nèi)有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．現(xiàn)持續(xù)將一束等離子體（即高溫下電離的氣體，含有大量帶正電和負(fù)電的微粒，而整體呈中性），垂直噴入磁場(chǎng)，每個(gè)離子的速度為v，負(fù)載電阻阻值為R，當(dāng)發(fā)電機(jī)穩(wěn)定發(fā)電時(shí)，負(fù)載中電流為I，則

A.a板電勢(shì)比b板電勢(shì)低

B.磁流體發(fā)電機(jī)極板兩端的電壓U=Bdv

C.負(fù)載電阻兩端的電壓大小為Bdv

D.兩板間等離子體的電阻率ρ=

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，容積均為的氣缸、下端有細(xì)管（容積可忽略）連通，閥門位于細(xì)管的中部，、的頂部各有一閥門、；中有一可自由滑動(dòng)的活塞（質(zhì)量、體積均可忽略）。初始時(shí)，三個(gè)閥門均打開，活塞在的底部；關(guān)閉、，通過給氣缸充氣，使中氣體的壓強(qiáng)達(dá)到大氣壓的3倍后關(guān)閉。已知室溫為27℃，氣缸導(dǎo)熱。（取）。

(1)打開，求穩(wěn)定時(shí)活塞上方氣體的體積和壓強(qiáng)；

(2)接著打開，求穩(wěn)定時(shí)活塞的位置；

(3)再緩慢加熱氣缸內(nèi)氣體使其溫度升高20℃，求此時(shí)活塞下方氣體的壓強(qiáng)。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，兩個(gè)固定的光滑四分之一圓弧軌道PM、QN所在的豎直平面平行，且PQ連線與軌道所在平面垂直，軌道間距為L，圓弧所在圓的半徑為r，軌道下端M、N處切線水平，軌道上端P、Q連接有阻值為R的定值電阻，軌道處在輻向的磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直軌道所在圓弧面，圓弧面上磁感應(yīng)強(qiáng)度大小處處為B，一根導(dǎo)體棒放在軌道的上端P、Q處并由靜止釋放，導(dǎo)體棒向下運(yùn)動(dòng)過程中與軌道接觸良好，且始終與軌道垂直，導(dǎo)體棒的質(zhì)量為m，導(dǎo)體棒和軌道電阻均不計(jì)，重力加速度為g。若導(dǎo)體棒從PQ運(yùn)動(dòng)到MN過程中，定值電阻R上產(chǎn)生的熱量為E，則導(dǎo)體棒從靜止運(yùn)動(dòng)到MN的過程中，下列說法正確的是（　�。�

A.電阻R中的電流方向?yàn)閺?/span>a到b

B.當(dāng)導(dǎo)體棒的速度為v時(shí)，電阻R的瞬時(shí)功率為

C.通過電阻R的電量為

D.在MN位置時(shí)，對(duì)軌道的壓力大小為

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，一束膚色可見光入射到置于空氣中的平行玻璃磚MNPQ上，穿過玻璃磚后從下表面射出a、b兩束單色光，則下列說法正確的是（ ）

A.a、b兩束單色光可能不平行

B.改變?nèi)肷浞较颍?/span>a、b兩束單色光的間距不變

C.只增加玻璃轉(zhuǎn)的厚度，a、b兩束單色光的間距不變

D.即使增大MN面上入射光的入射角，a、b兩束單色光在PQ面上也不會(huì)因發(fā)生全反射而消失

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲為一列簡(jiǎn)諧橫波在時(shí)刻的波形圖，P是平衡位置在處的質(zhì)點(diǎn)，Q是平衡位置處的質(zhì)點(diǎn)，M是平衡位置在處的質(zhì)點(diǎn)，圖乙為質(zhì)點(diǎn)Q的振動(dòng)圖像。下列說法正確的是（ ）

A.該波向右傳播，波速為

B.時(shí)，Q點(diǎn)的位移為

C.在時(shí)間內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)M通過的路程為

D.質(zhì)點(diǎn)P簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式為

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲所示，一輕彈簧的兩端與質(zhì)量分別為和的兩物塊、相連接，并靜止在光滑的水平面上. 現(xiàn)使瞬時(shí)獲得水平向右的速度，以此刻為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，兩物塊的速度隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示，從圖象信息可得（ ）

A. 在、時(shí)刻兩物塊達(dá)到共同速度，且彈簧都是處于壓縮狀態(tài)

B. 從到時(shí)刻彈簧由壓縮狀態(tài)恢復(fù)到原長(zhǎng)

C. 兩物體的質(zhì)量之比為

D. 在時(shí)刻與的動(dòng)能之比為

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，a、b為豎直正對(duì)放置的兩平行金屬板，其中a板帶正電、兩板間的電壓為U。在金屬板下方存在一有界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的上邊界為與兩金屬板下端重合的水平面PQ，PQ下方的磁場(chǎng)范圍足夠大，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。一比荷為的帶正電粒子以速度v0從兩板中間位置沿與a、b平行方向射入兩板間的偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，不計(jì)粒子重力。粒子通過偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)后從PQ邊界上的M點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)，運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后又從PQ邊界上的N點(diǎn)射出磁場(chǎng)，設(shè)M、N兩點(diǎn)距離為x（M、N點(diǎn)在圖中未畫出）。則以下說法中正確的是（　　）

A.只減小磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小，則x減小

B.只增大初速度v0的大小，則x不變

C.只增大帶電粒子的比荷，則x增大

D.只減小偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的電壓U的大小，則x不變

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在光滑水平面上靜置有質(zhì)量均為m的木板AB和光滑圓弧滑塊CD，其始端D點(diǎn)切線水平且在木板AB上表面內(nèi)，它們緊靠在一起，一可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊P，質(zhì)量也為m，從木板AB的右端以初速度v0滑上木板AB，過B點(diǎn)時(shí)速度為，此后又滑上滑塊CD，最終恰好能滑到滑塊CD圓弧的最高點(diǎn)C處，已知木板AB上表面粗糙，與物塊間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，求：

（1）物塊滑到B處時(shí)木板的速度vAB；

（2）木板的最小長(zhǎng)度L；

（3）滑塊CD圓弧的半徑R。

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