【題目】如圖所示，兩根足夠長(zhǎng)平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ固定在傾角θ=37°的絕緣斜面上，頂部接有一阻值R=3Ω的定值電阻，下端開(kāi)口，軌道間距L=1 m。整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直斜面向上。質(zhì)量m=1kg的金屬棒ab置于導(dǎo)軌上，ab在導(dǎo)軌之間的電阻r=1Ω，電路中其余電阻不計(jì)。金屬棒ab由靜止釋放后沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)時(shí)始終垂直于導(dǎo)軌，且與導(dǎo)軌接觸良好。不計(jì)空氣阻力影響。已知金屬棒ab與導(dǎo)軌間動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5，sin37°=0.6，cos37°=0.8，取g=10m/s2。

（1）求金屬棒ab沿導(dǎo)軌向下運(yùn)動(dòng)的最大速度vm；

（2）求金屬棒ab沿導(dǎo)軌向下運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，電阻R上的最大電功率PR；

（3）若從金屬棒ab開(kāi)始運(yùn)動(dòng)至達(dá)到最大速度過(guò)程中，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱總共為1.5J，求流過(guò)電阻R的總電荷量q。

【答案】（1）；（2）；（3）1C。

【解析】

試題（1）金屬棒由靜止釋放后，沿斜面做變加速運(yùn)動(dòng)，加速度不斷減小，當(dāng)加速度為零時(shí)有最大速度vm。

由牛頓第二定律 ①

② ③ ④

解得

(2) 金屬棒以最大速度vm勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，電阻R上的電功率最大，此時(shí) ⑤

③④⑤解得：

(3)設(shè)金屬棒從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)至達(dá)到最大速度過(guò)程中，沿導(dǎo)軌下滑距離為x

由能量守恒定律： ⑥

根據(jù)焦耳定律 ⑦

解得 根據(jù) ⑧

⑨ ⑩

解得

說(shuō)明：其他方法正確同樣給分

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，在平面直角坐標(biāo)系xOy內(nèi)，第Ⅰ象限的半徑R=h的圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直于坐標(biāo)平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，圓與x、y坐標(biāo)軸切于D、A兩點(diǎn)，y＜0的區(qū)域內(nèi)存在著沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)。一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子從電場(chǎng)中Q（-2h，-h）點(diǎn)以速度v0水平向右射出，從坐標(biāo)原點(diǎn)O射入第Ⅰ象限，與水平方向夾角為α，經(jīng)磁場(chǎng)能以垂直于x軸的方向從D點(diǎn)射入電場(chǎng)。不計(jì)粒子的重力，求：

（1）電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小以及α的正切值

（2）磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小

（3）帶電粒子從Q點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到最終射出磁場(chǎng)的時(shí)間t。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】一列簡(jiǎn)諧橫波沿 x 軸正向傳播，某時(shí)刻的波形圖如圖所示。已知 A 點(diǎn)相繼出現(xiàn)兩個(gè)波峰的時(shí)間間隔為 0.2 s，該波的波速為______m/s；如果從圖示時(shí)刻開(kāi)始計(jì)時(shí)，在t＝0.1 s 時(shí)，x＝0.5 m 處的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向沿______方向； x＝2 m 的質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)______第一次到達(dá)波谷。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】某同學(xué)做“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)室提供的器材有：

A．小燈泡 L（額定電壓 3.8 V，額定電流0.32 A）；

B．電壓表 V（量程 3 V，內(nèi)阻 3 kΩ）；

C．電流表 A（量程 0.5 A，內(nèi)阻 0.5 Ω）；

D．定值電阻 R。（阻值 1 000 Ω）；

E．滑動(dòng)變阻器 R（阻值 0～9.0 Ω）；

F．電源 E（電動(dòng)勢(shì) 5 V，內(nèi)阻不計(jì)）；

J．開(kāi)關(guān) S；導(dǎo)線若干。

（1）實(shí)驗(yàn)要求能夠?qū)崿F(xiàn)在 0～3.8 V 的范圍內(nèi)對(duì)小燈泡的電壓進(jìn)行測(cè)量，在下面虛線框中畫出實(shí)驗(yàn)電路原理圖

____________；

（2）實(shí)驗(yàn)測(cè)得該小燈泡伏安特性曲線如圖所示。

由實(shí)驗(yàn)曲線可知，隨著電流的增加小燈泡的電阻_________（填“增大”“不變”或“減小”），燈絲的電阻率__________（填“增大”“不變”或“減小”）。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】在“用油膜法估測(cè)分子大小”的實(shí)驗(yàn)中，油酸酒精溶液的濃度為每1000mL油酸酒精溶液中有油酸0.6mL，現(xiàn)用滴管向量筒內(nèi)滴加50滴上述溶液，量筒中的溶液體積增加了1mL，若把一滴這樣的油酸酒精溶液滴入足夠大盛水的淺盤中，由于酒精溶于水，油酸在水面展開(kāi)，穩(wěn)定后形成油膜。這種估測(cè)方法是將每個(gè)油酸分子視為球體模型，讓油酸盡可能地在水面上散開(kāi)，則形成的油膜可視為單分子油膜，這層油膜的厚度可視為油酸分子的直徑。已知圖中油酸膜的面積大約為4.2×10-2m2；每一滴油酸酒精溶液中含有純油酸體積是__m3；根據(jù)上述數(shù)據(jù)，估測(cè)出油酸分子的直徑大約是___ m。（計(jì)算結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，水平面內(nèi)有兩條平行金屬導(dǎo)軌，金屬棒垂直放置在導(dǎo)軌上，豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)與導(dǎo)軌平面垂直。某時(shí)刻，使金屬棒以 v0=2 m/s 的初速度開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng)，與此同時(shí)金屬棒還受到一個(gè)外力 F 的作用，使得金屬棒在磁場(chǎng)中先勻減速，再反向勻加速回到出發(fā)點(diǎn)。已知外力 F 與金屬棒垂直、與導(dǎo)軌在同一平面內(nèi)。金屬棒減速、加速運(yùn)動(dòng)的加速度均為 2 m/s2，金屬棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 0.2，金屬棒質(zhì)量 0.1 kg、電阻 0.2 Ω，磁感應(yīng)強(qiáng)度為 1.0 T，導(dǎo)軌間距為 0.2 m，與導(dǎo)軌相連的電阻阻值為 0.3 Ω。其余電阻均不計(jì)

（1）金屬棒減速過(guò)程中運(yùn)動(dòng)的距離和時(shí)間。

（2）金屬棒減速、加速過(guò)程中外力 F 的大小隨時(shí)間變化的關(guān)系。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如下圖所示，一個(gè)截面為四分之一圓的棱柱狀透明體鑲嵌在擋光板上，O為圓心。一束光線與擋板成 α= 450 射到半徑 ON 上。已知透明體的折射率 n，求：

（i）光線ON面上進(jìn)入透明體的折射角；

（ii）光線進(jìn)入透明體后有一部分能直接從曲面 MN 上射出，計(jì)算射出范圍的邊界與 O點(diǎn)的夾角。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】利用霍爾效應(yīng)制作的霍爾元件，廣泛應(yīng)用于測(cè)量和自動(dòng)控制等領(lǐng)域．如圖所示是霍爾元件的工作原理示意圖，磁感應(yīng)強(qiáng)度B垂直于霍爾元件的工作面向下，通入圖示方向的流I，C、D兩側(cè)面會(huì)形成電勢(shì)差，該電勢(shì)差可以反映磁感應(yīng)強(qiáng)度B的強(qiáng)弱，則下列說(shuō)法中正確的是（ ）

A．若元件的載流子是正離子，則C側(cè)面電勢(shì)高于D側(cè)面電勢(shì)

B．若元件的載流子是自由電子，則D側(cè)面電勢(shì)高于C側(cè)面電勢(shì)

C．在測(cè)地球北極上方的地磁場(chǎng)強(qiáng)弱時(shí)，元件的工作面應(yīng)保持水平

D．在測(cè)地球赤道上方的地磁場(chǎng)強(qiáng)弱時(shí)，元件的工作面應(yīng)保持水平

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示. 在實(shí)驗(yàn)中，以下做法正確的是(　　)

A. 平衡摩擦力時(shí)，小車后面不需要固定紙帶

B. 小車的質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)大于砝碼和砝碼盤的質(zhì)量

C. 實(shí)驗(yàn)時(shí)，先放開(kāi)小車，再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源

D. 每次改變小車的質(zhì)量時(shí)，均需重新平衡摩擦力

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案