【題目】如圖所示，兩間距為d的平行光滑導(dǎo)軌由固定在同一水平面上的導(dǎo)軌CD－C'D'和豎直平面內(nèi)半徑為r的圓弧導(dǎo)軌AC－A'C'組成，水平導(dǎo)軌與圓弧導(dǎo)軌相切，左端接一阻值為R的電阻，不計(jì)導(dǎo)軌電阻；水平導(dǎo)軌處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，其他地方無磁場。導(dǎo)體棒甲靜止于CC'處，導(dǎo)體棒乙從AA'處由靜止釋放，沿圓弧導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)，與導(dǎo)體棒甲相碰后粘合在一起，向左滑行一段距離后停下。已知兩棒質(zhì)量均為m，電阻均為R，始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，重力加速度大小為g，求：

(1)兩棒粘合前瞬間棒乙對每個(gè)圓弧導(dǎo)軌底端的壓力大小N；

(2)兩棒在磁場中運(yùn)動(dòng)的過程中，電路中產(chǎn)生的焦耳熱Q；

(3)兩棒粘合后受到的最大安培力Fm。

【答案】(1) (2) (3)

【解析】

(1)設(shè)兩棒粘合前瞬間棒乙的速度大小為v1，對棒乙沿圓弧導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)的過程，根據(jù)機(jī)械能守恒定律有:

解得:

兩棒粘合前瞬間，棒乙受到的支持力N'與重力mg的合力提供向心力，有:

解得:

根據(jù)牛頓第三定律可知:

(2)設(shè)兩棒相碰并粘合在一起后瞬間的速度大小為，根據(jù)動(dòng)量守恒定律有:

解得:

根據(jù)能最守恒定律有:

解得:

(3)經(jīng)分析可知，兩棒相碰并粘合在一起后切割磁感線的最大速度即為v2，故電路中產(chǎn)生的最大感應(yīng)電動(dòng)勢為:，根據(jù)閉合電路的歐姆定律可知，電路中通過的最大電流為:

其中

又:

解得:

答：(1) (2) (3)

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】如圖所示，一圓盤可繞通過其中心且垂直于盤面的豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng)，盤上距中心r處放置一個(gè)質(zhì)量為m的物體，物體與盤面間滑動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，重力加速度為g．一段時(shí)間內(nèi)觀察到圓盤以角速度ω做勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，物體隨圓盤一起（相對靜止）運(yùn)動(dòng)．這段時(shí)間內(nèi)（　　）

A. 物體受到圓盤對它的摩擦力，大小一定為μmg，方向與物體線速度方向相同

B. 物體受到圓盤對它的摩擦力，大小一定為mω2r，方向指向圓盤中心

C. 物體受到圓盤對它的摩擦力，大小可能小于μmg，方向指向圓盤中心

D. 物體受到圓盤對它的摩擦力，大小可能小于mω2r，方向背離圓盤中心

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在“探究平拋運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，可以描繪出小球平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡，某次實(shí)驗(yàn)中在坐標(biāo)紙上描出了a、b、c、d四個(gè)點(diǎn)。

（1）關(guān)于該實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是___________。

A．應(yīng)使小球每次從斜槽上相同的位置由靜止滑下

B．斜槽軌道必須光滑

C．斜槽軌道末端可以不水平

D．要使描出的軌跡更好地反映真實(shí)運(yùn)動(dòng)，記錄的點(diǎn)應(yīng)適當(dāng)多一些

（2）已知圖中小方格的邊長L=10cm，小球平拋的初速度為v=____________（用L、g表示），b點(diǎn)的速度大小為____________m/s。

（3）圖中拋出點(diǎn)的坐標(biāo)是_________(以a點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn))。（取g=10m/s2）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，半徑R＝0.9 m的四分之一圓弧形光滑軌道豎直放置，圓弧最低點(diǎn)B與長為L＝1 m的水平面相切于B點(diǎn)，BC離地面高h＝0.8 m，質(zhì)量m＝1.0 kg的小滑塊從圓弧頂點(diǎn)D由靜止釋放，已知滑塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.1(不計(jì)空氣阻力，取g＝10 m/s2)，求：

(1)小滑塊剛到達(dá)圓弧軌道的B點(diǎn)時(shí)對軌道的壓力；

(2)小滑塊落地點(diǎn)距C點(diǎn)的距離．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】質(zhì)量M=2kg的質(zhì)點(diǎn)停在如圖所示的光滑平面直角坐標(biāo)系原點(diǎn)O，當(dāng)其受到三個(gè)同平面的作用力F1、F2、F3時(shí)正好在O點(diǎn)處于靜止?fàn)顟B(tài)。已知三個(gè)力中的F2=4N，方向指向y軸的負(fù)方向，求：

（1）只將F2力撤去，質(zhì)點(diǎn)受到的合力大小和方向；

（2）從某時(shí)刻開始計(jì)時(shí)，只撤去F1力，質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過4秒到達(dá)坐標(biāo)為（－8，0）位置，則F3力大小如何；

（3）從第4秒末起又恢復(fù)F1力作用，同時(shí)停止F2作用，則第6秒末質(zhì)點(diǎn)的速度大小和方向如何。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，半徑為L的圓管軌道豎直放置，管內(nèi)壁光滑，管內(nèi)有一個(gè)質(zhì)量為m的小球做圓周運(yùn)動(dòng)，圓管內(nèi)徑遠(yuǎn)小于軌道半徑，小球直徑略小于圓管內(nèi)徑。則

A.若小球能在圓管軌道做完整圓周運(yùn)動(dòng)，最高點(diǎn)P的速度v最小值為

B.若過最高點(diǎn)P的速度v增大，小球在P點(diǎn)所需的向心力可能減小

C.若過最高點(diǎn)P的速度v<，在P點(diǎn)，軌道對小球的彈力大小

D.若過最高點(diǎn)P的速度v>，在P點(diǎn)，軌道對小球的彈力大小

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲所示，在B處放有一光電門，可以測出小球經(jīng)過光電門的時(shí)間t，現(xiàn)將小球從距B點(diǎn)不同高度h處由靜止釋放，小球的質(zhì)量為m（小球尺寸足夠�。睆綖�D（示數(shù)如圖乙），輕繩長為L。

(1)小球直徑D=________mm

(2)請寫出D、h、t和g之間的關(guān)系式：_______________________（忽略空氣阻力影響）

(3)若多次從不同高度釋放，得到h和的關(guān)系圖，圖像的斜率為k，則當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?/span>g=______（用D、k表示）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，矩形ABCD內(nèi)有方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，磁場強(qiáng)度的大小為B，AD=a，AB=a。在D點(diǎn)有一粒子源可沿方向發(fā)出速率不同的同種正粒子，粒子的電荷量為q、質(zhì)量為m，不考慮重力，關(guān)于粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，下列判斷正確的是

A.粒子在磁場中做順時(shí)針勻速圓周運(yùn)動(dòng)

B.速率越大的粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)間越長

C.粒子從AB邊穿出磁場的最大速率為

D.粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的最長時(shí)間為

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在冬奧會(huì)短道速滑項(xiàng)目中，運(yùn)動(dòng)員繞周長僅111米的短道競賽．運(yùn)動(dòng)員比賽過程中在通過彎道時(shí)如果不能很好地控制速度，將發(fā)生側(cè)滑而摔離正常比賽路線．右圖中圓弧虛線Ob代表彎道，即正常運(yùn)動(dòng)路線，Oa為運(yùn)動(dòng)員正常運(yùn)動(dòng)時(shí)在O點(diǎn)的速度方向(研究時(shí)可將運(yùn)動(dòng)員看做質(zhì)點(diǎn))．下列論述正確的是( 　)

A.若在O發(fā)生側(cè)滑，則滑動(dòng)的路線將在Oa左側(cè)

B.若在O發(fā)生側(cè)滑，則滑動(dòng)的路線將在Oa右側(cè)與Ob之間

C.發(fā)生側(cè)滑是因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)員受到的合力方向背離圓心

D.發(fā)生側(cè)滑是因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)員受到的合力小于所需要的向心力

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