【題目】如圖甲所示，豎直平面固定有間距為L的兩足夠長金屬導(dǎo)軌，金屬棒MN和PQ通過套環(huán)套在導(dǎo)軌上，虛線上方存在方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，下方存在方向豎直向下的勻強(qiáng)骸場，兩磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，MN與導(dǎo)軌之間無摩擦，PQ與導(dǎo)軌之間的動摩擦因數(shù)為μ。t=0時PQ由靜止釋放，同時對MN施加一個豎直向上的拉力F，使MN沿導(dǎo)軌向上做初速度為零、加速度大小為a的勻加速運(yùn)動，力F隨時間t的變化規(guī)律如圖乙，t1時刻F的大小是t=0時的3倍，兩棒的總電阻為R，重力加速度大小為g，其余電阻不計，兩棒運(yùn)動過程中始終與導(dǎo)軌垂直。

(1)求t1時MN受到的安培力FA1的大小和方向；

(2)若在0~t1時間內(nèi)兩棒產(chǎn)生的總焦耳熱為Q，求這段時間內(nèi)拉力F做的功W；

(3)若PQ重力大小為G，請在圖丙中大致畫出PQ所受的摩擦力f隨時間t變化的圖線(不必寫分析過程)。

【答案】(1) ， 方向豎直向下。 (2) (3)

【解析】

根據(jù)t=0時PQ由靜止釋放，同時對MN施加一個豎直向上的拉力F，使MN沿導(dǎo)軌向上做初速度為零、加速度大小為a的勻加速運(yùn)動，力F隨時間t的變化規(guī)律如圖乙，t1時刻F的大小是t=0時的3倍可知，本題考查“電磁感應(yīng)與動力學(xué)和能量的綜合問題”，根據(jù)動力學(xué)，能量守恒等知識分析求解。

(1)設(shè)t1時MN的速度為v1，則

MN受到的安培力，方向豎直向下；

(2)設(shè)MN的質(zhì)量為m，由牛頓第二定律得：

T時刻安培力

得

設(shè)t=0時F=F0，則t1時刻F=3F0，結(jié)合圖乙得：

得

在時間內(nèi)MN向上運(yùn)動的距離

對NM由動能定理得：

對回路，有

得；

(3)根據(jù)物體的受力，畫出如圖：

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】如圖甲所示，在平靜的水面下有一個點(diǎn)光源s，它發(fā)出的是兩種不同顏色的a光和b光，在水面上形成了一個被照亮的圓形區(qū)域，該區(qū)域的中間為ab兩種單色光所構(gòu)成的復(fù)色光的圓形區(qū)域，周邊為環(huán)狀區(qū)域，且為a光的顏色（見圖乙）．則以下說法中正確的是

A. a光頻率比b光頻率大

B. 水對a光的折射率比b光大

C. 在真空中，a光的傳播速度比b光大

D. 在同一裝置的楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，干涉條紋間距a光的比b光的寬

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在觀察奧斯特實(shí)驗(yàn)時，小明注意到置于通電直導(dǎo)線下方小磁針的N極向紙內(nèi)偏轉(zhuǎn)小明由此推測：若電子沿著水平方向平行地飛過磁針上方時，小磁針也將發(fā)生偏轉(zhuǎn)請你說出小明推測的依據(jù)是：____________，你認(rèn)為磁針的N極會向______選填“紙內(nèi)”或”紙外”偏轉(zhuǎn)．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】（1）地球表面附近的物體由于地球吸引而受到重力作用，準(zhǔn)確測量重力加速度g值對于許多科學(xué)研究都有著重要意義。如圖1所示實(shí)驗(yàn)裝置，是利用單擺測定重力加速度。

①寫出單擺的周期公式，并據(jù)此推導(dǎo)g的表達(dá)式___________；

②若分別測出一系列擺長L及其對應(yīng)的周期T，以擺長L為橫軸，以周期的平方T2為縱軸作出T2—L圖像（題中未畫出），通過圖像斜率k，即可得到重力加速度g值。

a．請寫出重力加速度g和k的關(guān)系式___________

b．若在實(shí)驗(yàn)中無法測出小球直徑d，只能測出擺線長L0，請在圖2中畫出T2—L0圖像，并寫出與橫、縱軸的交點(diǎn)坐標(biāo)___________。

（2）地球?qū)ξ矬w的萬有引力可以認(rèn)為是通過“場”來實(shí)現(xiàn)的。在電場中，電場強(qiáng)度定義為，根據(jù)定義式還可以得到點(diǎn)電荷形成的電場場強(qiáng)為，兩個式子的物理意義有所不同。請你用類比的方法，寫出地球“引力場強(qiáng)度”的表達(dá)式，并對其中的物理量做出說明___________。

（3）對于g的兩個單位：N/kg與m/s2，請簡要寫出兩個單位對應(yīng)的物理量g有何區(qū)別___________。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在衛(wèi)生大掃除中，某同學(xué)用拖把拖地，沿推桿方向?qū)ν习咽┘油屏?/span>F，如圖所示，此時推力與水平方向的夾角為θ，且拖把剛好做勻速直線運(yùn)動。從某時刻開始保持力F的大小不變，減小F與水平方向的夾角θ，則

A. 拖把將做減速運(yùn)動

B. 拖把繼續(xù)做勻速運(yùn)動

C. 地面對拖把的支持力FN變小

D. 若減小θ的同時減小F，拖把一定做加速運(yùn)動

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，開口朝下的圓筒形氣缸豎直懸掛，處于靜止?fàn)顟B(tài)，氣缸內(nèi)用橫截面積為S的薄活塞封閉著溫度為27°C的某種理想氣體，活塞可在氣缸內(nèi)上下無摩擦滑動。通過電熱絲可以對氣體緩慢加熱，使活塞緩慢向下移動。當(dāng)氣體溫度升高至127°℃時，活塞剛好移到氣缸口。已知大氣壓強(qiáng)為p0，重力加速度為g。

(i)求27C時氣缸內(nèi)氣體體積V1與氣缸容積V2的比值；

(ii)如果不加熱氣體，而在活塞下懸掛一個沙盤，緩慢地往沙盤里添加沙，當(dāng)沙與沙盤總質(zhì)量為m時，活塞也剛好移到氣缸口，此過程中，氣體溫度保持不變。求活塞的質(zhì)量m0。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】為測定某電子元件的電阻，實(shí)驗(yàn)室提供了如下器材：

待測電阻Rx（阻值約為3Ω）

電流表A1（量程0.6A，內(nèi)阻r1=1Ω）

電流表A2（量程3.0A，內(nèi)阻r2約為0.5Ω）

滑動變阻器R1（010Ω）

滑動變阻器R2（0lkΩ）

定值電阻R3=10Ω

電源（電動勢約為9V，內(nèi)阻可忽略不計）

開關(guān)S，導(dǎo)線若干

（1）某同學(xué)設(shè)計了測量Rx的一種實(shí)驗(yàn)電路原理圖如圖所示，為了較準(zhǔn)確的測量待測電阻的阻值，X處的電流表應(yīng)選用____________，滑動變阻器應(yīng)選用____________；（用相關(guān)物理量的符號表示）

（2）若實(shí)驗(yàn)中測得電流表X示數(shù)為I1，電流表Y示數(shù)為I2，則待測電阻Rx=____________。（用相關(guān)物理量的符號表示）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在豎直面內(nèi)固定有一半徑為R的圓環(huán)，AC是圓環(huán)豎直直徑，BD是圓環(huán)水平直徑，半圓環(huán)ABC是光滑的, 半圓環(huán)CDA是粗糙的。一質(zhì)量為m小球（視為質(zhì)點(diǎn)）在圓環(huán)的內(nèi)側(cè)A點(diǎn)獲得大小為v0、方向水平向左的速度，小球剛好能第二次到達(dá)C點(diǎn)，重力加速度大小為g。在此過程中

A. 小球通過A點(diǎn)時處于失重狀態(tài)

B. 小球第一次到達(dá)C點(diǎn)時速度為

C. 小球第一次到達(dá)B點(diǎn)時受到圓環(huán)的彈力大小為

D. 小球與圓環(huán)間因摩擦產(chǎn)生的熱量為

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，間距為的足夠長的平行光滑導(dǎo)軌MN、PQ傾斜放置，傾角為，在導(dǎo)軌頂端連接一阻值為的定值電阻。質(zhì)量為、電阻也為r的金屬桿ab垂直導(dǎo)軌跨放在導(dǎo)軌上，整個裝置處于垂直導(dǎo)軌平面向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為的勻強(qiáng)磁場中。讓金屬桿ab從圖示位置由靜止釋放，到達(dá)cd位置時達(dá)到最大速度，不計導(dǎo)軌電阻，金屬桿始終與導(dǎo)軌接觸良好，重力加速度為求：

金屬桿ab在傾斜導(dǎo)軌上滑行的最大速度；

金屬桿ab在導(dǎo)軌上從開始運(yùn)動到達(dá)到cd位置的過程中，通過定值電阻的電荷量，求這段時間內(nèi)定值電阻上產(chǎn)生的焦耳熱。

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