【題目】如圖所示，兩根足夠長(zhǎng)的光滑水平金屬導(dǎo)軌固定在同一水平面上，間距為L，導(dǎo)軌左端與開關(guān)S、電池（電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r）相連，導(dǎo)軌間的矩形窄區(qū)abcd（圖中的虛線框）的左、右兩側(cè)存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B、方向均豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)（未畫出），窄區(qū)內(nèi)無磁場(chǎng)且寬度不計(jì)，窄區(qū)內(nèi)的導(dǎo)軌上涂有光滑的絕緣漆。有兩根長(zhǎng)度均為L、電阻均為r的金屬棒AB、CD，CD垂直放在窄區(qū)內(nèi)的導(dǎo)軌上，AB垂直放在窄區(qū)左側(cè)的導(dǎo)軌上。閉合開關(guān)S，AB由靜止開始運(yùn)動(dòng)，一段時(shí)間后做勻速運(yùn)動(dòng)，斷開S時(shí)AB與CD發(fā)生彈性正碰（碰撞時(shí)間極短）。已知AB、CD的質(zhì)量分別為4m、m，兩棒始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，導(dǎo)軌電阻不計(jì)。求：

（1）碰前瞬間AB的速度大小v0；

（2）開關(guān)S由閉合到斷開的這段時(shí)間內(nèi)，電源提供的能量；

（3）碰后瞬間AB的速度大小v以及從碰后到最終狀態(tài)過程中AB中產(chǎn)生的焦耳熱Q。

【答案】（1）；（2）；（3），

【解析】

（1）兩棒碰撞前，窄區(qū)內(nèi)無磁場(chǎng)且此部分導(dǎo)軌絕緣故CD不受安培力，始終靜止不動(dòng)，由于碰前瞬間AB已經(jīng)做勻速運(yùn)動(dòng)，不受安培力，AB中沒有電流通過，設(shè)A、B兩端的電壓為U，有：

因?yàn)闊o電流，所以

U=E

解得

（2）設(shè)S由閉合到斷開所用的時(shí)間為t，這段時(shí)間內(nèi)AB受到的平均安培力大小為，AB中通過的平均電流為，由動(dòng)量定理有

上式中

同時(shí)電源提供的能量

又

解得

（3）設(shè)碰后瞬間CD的速度大小為，兩棒發(fā)生彈性正碰，有：

解得

碰后，AB的速度增大，CD的速度減小，最終兩棒以相同的速度（設(shè)為）一起做勻速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)動(dòng)量守恒定律有：

根據(jù)能量守恒定律有：

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】下列關(guān)于平均速度和瞬時(shí)速度的說法正確的是（　�。�

A.平均速度，當(dāng)△t充分小時(shí)，該式可表示t時(shí)刻的瞬時(shí)速度

B.勻速直線運(yùn)動(dòng)的平均速度等于瞬時(shí)速度

C.瞬時(shí)速度和平均速度都可以精確描述運(yùn)動(dòng)的快慢

D.瞬時(shí)速度是某時(shí)刻的速度，所以只有瞬時(shí)速度才可以精確描述變速運(yùn)動(dòng)中運(yùn)動(dòng)的快慢情況

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】2020年1月17日中國(guó)首次公布了發(fā)射火星探測(cè)器的計(jì)劃，設(shè)想因科研需要發(fā)射了一顆火星的同步衛(wèi)星，如圖所示，已知該同步衛(wèi)星的張角為2θ（衛(wèi)星信號(hào)最多覆蓋火星赤道上的經(jīng)度范圍），火星表面赤道上的重力加速度為g，火星半徑為R，火星的自轉(zhuǎn)周期為T，萬有引力常量為G，下列說法正確是（　　）

A.火星的質(zhì)量為

B.火星的密度為

C.若由于某種原因，火星的自轉(zhuǎn)周期突然變大，則該同步衛(wèi)星的張角將變小

D.若由于某種原因，火星的自轉(zhuǎn)周期突然變大，則該同步衛(wèi)星的張角將變大

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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，、為兩個(gè)完全相同的燈泡，為自感線圈，為電源，為開關(guān)，關(guān)于兩燈泡點(diǎn)亮和熄滅的先后次序，下列說法正確的是

A. 合上開關(guān)，先亮，后亮；斷開開關(guān)，、同時(shí)熄滅

B. 合上開關(guān)，先亮，后亮；斷開開關(guān)，先熄滅，后熄滅

C. 合上開關(guān)，先亮，后亮；斷開開關(guān)，、同時(shí)熄滅

D. 合上開關(guān)，、同時(shí)亮；斷開開關(guān)，先熄滅，后熄滅

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】高三學(xué)生小明和小華設(shè)計(jì)了一個(gè)物理實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證動(dòng)能定理，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，A、B為長(zhǎng)木板上固定的兩個(gè)光電門，已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹?/span>.

(1)他們利用游標(biāo)卡尺測(cè)滑塊上的遮光條的寬度，如圖所示，則遮光條的寬度＝_____ cm.

(2)墊高長(zhǎng)木板右端，當(dāng)長(zhǎng)木板和水平面夾角為時(shí)，在處沿斜面輕推滑塊，測(cè)得滑塊經(jīng)過兩光電門的時(shí)間相等，則滑塊和長(zhǎng)木板間動(dòng)摩擦因數(shù)為____________.

(3)將長(zhǎng)木板水平放置，在處給滑塊一個(gè)瞬時(shí)沖量，使滑塊依次滑過光電門A、B.測(cè)得滑塊經(jīng)過光電門A的時(shí)間為、滑塊經(jīng)過光電門B的時(shí)間為，兩個(gè)光電門間距離為，在誤差允許的范圍內(nèi)，驗(yàn)證動(dòng)能定理成立的式子為__________（用題中已給字母表示）.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，身高1m體重20kg的兒童在游樂場(chǎng)從傾角為37°，長(zhǎng)度為6m的滑梯上端，身體伸直躺著滑下來，整個(gè)過程視為勻加速直線運(yùn)動(dòng)。已知兒童身體與斜面的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5，A為滑梯的中點(diǎn)，sin37°=0.6 ，cos37°=0.8，g取10m/s2，下列說法正確的是（ ）

A.兒童腳下滑到A點(diǎn)時(shí)速度為 m/s

B.兒童下滑的加速度大小為6m/s2

C.兒童從開始下滑到腳接觸到滑梯低端的時(shí)間為s

D.兒童通過A點(diǎn)的時(shí)間為 s

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，完全相同的甲、乙兩個(gè)環(huán)形電流同軸平行放置，甲的圓心為O1，乙的圓心為O2，在兩環(huán)圓心的連線上有a、b、c三點(diǎn)，其中aO1＝O1b＝bO2＝O2c，此時(shí)a點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B1，b點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B2。當(dāng)把環(huán)形電流乙撤去后，c點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為

A. B. C. D.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖是長(zhǎng)征火箭把載人神舟飛船送入太空的情景。宇航員在火箭發(fā)射與飛船回收的過程中均要經(jīng)受超重或失重的考驗(yàn)。下列說法正確是（ ）

A.火箭加速上升過程中，宇航員處于失重狀態(tài)

B.飛船加速下落過程中，宇航員處于超重狀態(tài)

C.飛船落地前減速過程中，宇航員對(duì)座椅的壓力大于其重力

D.火箭上升過程中，宇航員所受合力始終不變

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中：

(1)在確定小球落地點(diǎn)的平均位置時(shí)通常采用的做法是______________________，其目的是X減小實(shí)驗(yàn)中的________(選填“系統(tǒng)誤差”或“偶然誤差”)．

(2)入射小球每次必須從斜槽上______________滾下，這是為了保證入射小球每一次到達(dá)斜槽末端時(shí)速度相同．

(3)入射小球的質(zhì)量為m1，被碰小球的質(zhì)量為m2，在m1＞m2時(shí)，實(shí)驗(yàn)中記下了O、M、P、N四個(gè)位置(如圖所示)，若滿足____________________(用m1、m2、OM、OP、ON表示)，則說明碰撞中動(dòng)量守恒；若還滿足_____________________(只能用OM、OP、ON表示)，則說明碰撞前后動(dòng)能也相等．

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