【題目】如圖，質(zhì)量為M的足夠長金屬導軌abcd放在光滑的絕緣水平面上．一電阻不計，質(zhì)量為m的導體棒PQ放置在導軌上，始終與導軌接觸良好，PQbc構(gòu)成矩形．棒與導軌間動摩擦因數(shù)為μ，棒左側(cè)有兩個固定于水平面的立柱．導軌bc段長為L，開始時PQ左側(cè)導軌的總電阻為R，右側(cè)導軌單位長度的電阻為R0．以ef為界，其左側(cè)勻強磁場方向豎直向上，右側(cè)勻強磁場水平向左，磁感應強度大小均為B．在t=0時，一水平向左的拉力F垂直作用在導軌的bc邊上，使導軌由靜止開始做勻加速直線運動，加速度為a．

（1）求回路中感應電動勢及感應電流隨時間變化的表達式；

（2）經(jīng)過多長時間拉力F達到最大值，拉力F的最大值為多少？

（3）某過程中回路產(chǎn)生的焦耳熱為Q，導軌克服摩擦力做功為W，求導軌動能的增加量．

【答案】（1）（2）（3）

【解析】試題分析：（1）回路中感應電動勢E=BLv

導軌做初速度為零的勻加速運動v=at

回路中感應電動勢隨時間變化的表達式E=BLat

回路中總電阻

回路中感應電流隨時間變化的表達式

（2）導軌受到外力F，安培力FA，摩擦力f；

由牛頓第二定律

解得

上式中，當，即時外力F取最大值

所以

（3）設此過程中導軌運動距離S由動能定理，W合=△Ek，W合=Mas

由于摩擦力Ff="μ(mg+" FA)，則摩擦力做功W=μmgS+μWA=μmgS+μQ

所以

導軌動能的增加量

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，滑塊A、B的質(zhì)量均為m,A套在固定傾斜直桿上，傾斜桿與水平面成45°角，B套在固定水平的直桿上，兩桿分離不接觸，兩直桿間的距離忽略不計，且桿足夠長，A、B通過鉸鏈用長度為L的剛性輕桿(初始時輕桿與水平面成30°)連接，A、B從靜止釋放，B開始沿水平面向右運動，不計一切摩擦，滑塊A、B均視為質(zhì)點，在運動的過程中，下列說法正確的是

A. 當A到達與B同一水平面時

B. 當A到達與B同一水平面時,B的速度為

C. B滑塊到達最右端時,A的速度為

D. B滑塊最大動能為

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】用圖1所示裝置探究功與速度變化的關系，進行的主要操作步驟如下：

a．不掛橡皮筋，調(diào)整木板的傾斜程度，使小車拖動紙帶勻速運動；

b．將小車拉至靠近計時器處，接通計時器電源，放開小車；

c．加掛一條、兩條相同的橡皮筋，重復b步驟。

（1）某次實驗中打出的一條紙帶如圖2所示，D之前各點間的距離不相等，E之后各點間的距離都相等。若使誤差最小，下列計算小車勻速運動的速度的表達式最好的是(T為打點周期)______（填選項前的字母）

A． B． C． D．

（2）若掛一條橡皮筋時E點之后各點之間的距離為x1，掛兩條時E點之后各點之間的距離為x2，則x1:x2 =_______。

（3）若測得A、B、C、D四點之間的距離分別為xAB、xBC、xCD，則_____（填選項前的字母序號）。

A． xBC–xAB =xCD–xBC B． xBC–xAB<xCD–xBC C． xBC–xAB>xCD–xBC

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，導熱性能極好的氣缸，高為L=l.0m，開口向上固定在水平面上，氣缸中有橫截面積為S=100cm2、質(zhì)量為m=20kg的光滑活塞，活塞將一定質(zhì)量的理想氣體封閉在氣缸內(nèi)．當外界溫度為t=27℃、大氣壓為P0=l.0×l05Pa時，氣柱高度為l=0.80m，氣缸和活塞的厚度均可忽略不計，取g=10m/s2，求：

①如果氣體溫度保持不變，將活塞緩慢拉至氣缸頂端．在頂端處，豎直拉力F有多大？

②如果僅因為環(huán)境溫度緩慢升高導致活塞上升，當活塞上升到氣缸頂端時，環(huán)境溫度為多少攝氏度？

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某實驗小組在研究單擺時改進了實驗方案，將一力傳感器連接到計算機上。圖甲中O點為單擺的固定懸點，現(xiàn)將小擺球（可視為質(zhì)點）拉至A點，此時細線處于張緊狀態(tài)，釋放擺球，則擺球?qū)⒃谪Q直平面內(nèi)的A、B、C之間來回擺動，其中B點為運動中的最低位置，∠AOB=∠COB=，小于10°且是未知量。同時由計算機得到了擺線對擺球的拉力大小F隨時間t變化的曲線圖乙（均為已知量），且圖中t=0時刻為擺球從A點開始運動的時刻（重力加速度為g）。根據(jù)題中（包括圖中）所給的信息，下列說法正確的是（______）

A．根據(jù)題中（包括圖中）所給的信息可求出該單擺的周期為t2

B．根據(jù)題中（包括圖中）所給的信息可求出擺球的質(zhì)量

C．根據(jù)題中（包括圖中）所給的信息不能求出擺球在最低點B時的速度

D．若實驗時，擺球做了圓錐擺，則測得的周期變長

E．若增加擺球的質(zhì)量，擺球的周期不變

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，豎直墻上固定有光滑的小滑輪D，質(zhì)量相等的物體A和B用輕彈簧連接，物體B放在地面上，用一根不可伸長的輕繩一端與物體A連接，另一端跨過定滑輪與小環(huán)C連接，小環(huán)C穿過豎直固定的光滑均勻細桿，小環(huán)C位于位置R時，繩與細桿的夾角為θ，此時物體B與地面剛好無壓力，圖中，SD水平，位置R和Q關于S對稱，現(xiàn)讓小環(huán)從R處由靜止釋放，環(huán)下落過程中繩始終處于拉直狀態(tài)，且環(huán)到達Q時速度最大。下列關于小環(huán)C下落過程中的描述正確的是（ ）

A. 小環(huán)C、物體A和輕彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒

B. 小環(huán)C下落到位置S時，小環(huán)C的機械能一定最大

C. 小環(huán)C從位置R運動到位置Q的過程中，彈簧的彈性勢能一定先減小后增大

D. 小環(huán)C到達Q點時，物體A與小環(huán)C的動能之比為

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】一臺理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比是11∶1，原線圈接入電壓有效值為220 V的正弦交流電，一個滑動變阻器接在副線圈上，如圖所示．電壓表和電流表均為理想電表，則下列說法正確的是：

A. 原、副線圈中的電流之比為11∶1

B. 電壓表的示數(shù)為20 V

C. 若滑動變阻器接入電路的阻值為20 Ω，則電流表的示數(shù)為1 A

D. 若將滑動變阻器的滑片向下滑動，則電壓表示數(shù)不變，電流表的示數(shù)減小

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，水平固定的平行光滑金屬導軌（電阻不計），間距為Z，置于磁感應強度為B、方向垂直導軌所在平面的勻強磁場中，導軌左側(cè)接有一阻值為R的電阻。一根與導軌接觸良好的金屬導體棒垂直導軌放置，導體棒的質(zhì)量為m、阻值為r。導體棒在平行于軌道平面且與導體棒垂直的恒力F的作用下由靜止開始向右運動。當位移為x時，導體棒的速度為v，求：

(1)此過程中電阻R上產(chǎn)生的熱量；

(2)F作用的時間。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】上端開囗的“U”形管由內(nèi)徑相同的細玻璃管做成，其內(nèi)徑寬度可忽略不計。其中水平部分的C管中有一理想氣體，兩側(cè)被水銀封閉。當溫度為300K時，氣柱長為l=50cm，兩側(cè)水平部分的水銀長度分別為a=5.0cm，b=8.0cm，A、B部分豎直且都足夠長，其中的水銀柱高均為h=14cm，如圖所示。不考慮溫度變化時管和水銀的膨脹，緩慢加熱氣柱使其溫度升高，已知大氣壓強為76cmHg。試求：

(1)氣柱溫度上升到多高時氣柱的壓強恰好不再變化；

(2)氣柱溫度緩慢上升到475K時氣柱的長度。

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