【題目】相距的足夠長(zhǎng)金屬導(dǎo)軌豎直放置，質(zhì)量為的金屬棒ab和質(zhì)量為的金屬棒cd均通過(guò)棒兩端的套環(huán)水平地套在金屬導(dǎo)軌上，如圖a所示，虛線上方磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，虛線下方磁場(chǎng)方向豎直向下，兩處磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相同。ab棒光滑，cd棒與導(dǎo)軌間動(dòng)摩擦因數(shù)為，兩棒總電阻為，導(dǎo)軌電阻不計(jì)。ab棒在方向豎直向上，大小按圖b所示規(guī)律變化的外力F作用下，從靜止開(kāi)始，沿導(dǎo)軌勻加速運(yùn)動(dòng)，同時(shí)cd棒也由靜止釋放，．

(1)指出在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中ab棒中的電流方向和cd棒受到的安培力方向；

(2)求出磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小和ab棒加速度大�。�

(3)已知在2s內(nèi)外力F做功為53J，求這一過(guò)程中兩金屬棒產(chǎn)生的總焦耳熱；

(4)求出cd棒達(dá)到最大速度所需的時(shí)間t，并求出cd棒所受摩擦力與時(shí)間t的關(guān)系式。

【答案】(1) 電流方向向左， 安培力方向垂直于紙面向里 (2)

(3) (4)

【解析】

(1)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中ab棒中的電流方向向左，cd棒受到的安培力方向垂直于紙面向里．

(2)經(jīng)過(guò)時(shí)間t，金屬棒ab的速率

此時(shí)，回路中的感應(yīng)電流為

對(duì)金屬棒ab，由牛頓第二定律得

由以上各式整理得：

在圖線上取兩點(diǎn)：，；，，

代入上式得

(3)在2s末金屬棒ab的速率

所發(fā)生的位移

由動(dòng)能定律得

又

聯(lián)立以上方程，解得

(4)棒先做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)cd棒所受重力與滑動(dòng)摩擦力相等時(shí)，速度達(dá)到最大；然后做加速度逐漸增大的減速運(yùn)動(dòng)，最后停止運(yùn)動(dòng)

當(dāng)cd棒速度達(dá)到最大時(shí)，有

又，，，

整理解

由對(duì)稱性可知：t=4s時(shí)，cd棒速度減為0，因此：

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1所示，靠摩擦傳動(dòng)做勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的大、小兩輪接觸面互不打滑，大輪半徑是小輪半徑的2倍。A、B分別為大、小輪邊緣上的點(diǎn)，C為大輪上一條半徑的中點(diǎn)。則

A. 兩輪轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度相等

B. 大輪轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度是小輪的2倍

C. 質(zhì)點(diǎn)加速度aA＝2aB

D. 質(zhì)點(diǎn)加速度aB＝4aC

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，一電場(chǎng)的電場(chǎng)線分布關(guān)于y軸沿豎直方向對(duì)稱，y軸是一條電場(chǎng)線，O、M、N是y軸上的三個(gè)點(diǎn)，且，P點(diǎn)在y軸的右側(cè)，，則　　

A. 將負(fù)電荷由O點(diǎn)移動(dòng)到P點(diǎn)，電場(chǎng)力做正功

B. M點(diǎn)的電勢(shì)比P點(diǎn)的電勢(shì)高

C. M、N兩點(diǎn)間的電勢(shì)差大于O、M兩點(diǎn)間的電勢(shì)

D. 在O點(diǎn)靜止釋放一帶正電粒子，該粒子將沿y軸做直線運(yùn)動(dòng)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，直線a、b和c、d是處于勻強(qiáng)電場(chǎng)中的兩組平行線，M、N、P、Q是它們的交點(diǎn)，四點(diǎn)處的電勢(shì)分別為、、、。一電子由M點(diǎn)分別運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)和P點(diǎn)的過(guò)程中，電場(chǎng)力所做的負(fù)功相等，則

A. 直線a位于某一等勢(shì)面內(nèi)，

B. 直線c位于某一等勢(shì)面內(nèi)，

C. 若電子有M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)，電場(chǎng)力做正功

D. 若電子有P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)，電場(chǎng)力做負(fù)功

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】圖中虛線為一組間距相等的同心圓，圓心處固定一帶正電的點(diǎn)電荷。一帶電粒子以一定初速度射入電場(chǎng)，實(shí)線為粒子僅在電場(chǎng)力作用下的運(yùn)動(dòng)軌跡，a、b、c三點(diǎn)是實(shí)線與虛線的交點(diǎn)。則該粒子（ ）

A. 帶負(fù)電

B. 在c點(diǎn)受力最大

C. 在b點(diǎn)的電勢(shì)能大于在c點(diǎn)的電勢(shì)能

D. 由a點(diǎn)到b點(diǎn)的動(dòng)能變化大于有b點(diǎn)到c點(diǎn)的動(dòng)能變化

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，空間有一底面處于水平地面上的正方體框架ABCD—A1B1C1D1，從頂點(diǎn)A沿不同方向平拋一小球（可視為質(zhì)點(diǎn)）。關(guān)于小球的運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是

A. 落點(diǎn)在A1B1C1D1內(nèi)的小球，落在C1點(diǎn)時(shí)平拋的初速度最小

B. 落點(diǎn)在B1D1上的小球，平拋初速度的最小值與最大值之比是

C. 運(yùn)動(dòng)軌跡與AC1相交的小球，在交點(diǎn)處的速度方向都相同

D. 運(yùn)動(dòng)軌跡與A1C相交的小球，在交點(diǎn)處的速度方向都相同

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，兩個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的、相同的木塊A和B放在轉(zhuǎn)盤(pán)上，兩者用長(zhǎng)為L的細(xì)繩連接，木塊與轉(zhuǎn)盤(pán)的最大靜摩擦力均為各自重力的K倍，A放在距離轉(zhuǎn)軸L處，整個(gè)裝置能繞通過(guò)轉(zhuǎn)盤(pán)中心的轉(zhuǎn)軸O1O2轉(zhuǎn)動(dòng)，開(kāi)始時(shí)，繩恰好伸直但無(wú)彈力，現(xiàn)讓該裝置從靜止開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，使角速度緩慢增大，以下說(shuō)法正確的是

A. 當(dāng) 時(shí)，繩子沒(méi)有彈力

B. 當(dāng)時(shí)，A、B相對(duì)于轉(zhuǎn)盤(pán)會(huì)滑動(dòng)

C. ω在范圍內(nèi)時(shí)，B所受摩擦力不變

D. ω在 范圍內(nèi)增大時(shí)，A所受摩擦力先不變后增大

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，有一正粒子，質(zhì)量為m，電荷量為q，由靜止開(kāi)始經(jīng)電勢(shì)差為U1的電場(chǎng)加速后，進(jìn)入兩塊板間距離為d，板間電勢(shì)差為U2的平行金屬板間，若質(zhì)子從兩板正中間垂直電場(chǎng)方向射入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，并且恰能從下板右邊緣穿出電場(chǎng)．求：

（1）粒子剛進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的速度v0；

（2）粒子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間和金屬板的長(zhǎng)度；

（3）粒子穿出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的動(dòng)能．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】下列說(shuō)法中正確的是　　

A. 單擺在周期性外力作用下做受迫振動(dòng)，其振動(dòng)周期與單擺的擺長(zhǎng)無(wú)關(guān)

B. 線性變化的電場(chǎng)一定產(chǎn)生恒定的磁場(chǎng)，線性變化的磁場(chǎng)一定產(chǎn)生恒定的電場(chǎng)

C. 在楊氏雙縫實(shí)驗(yàn)中，若僅將入射光由紅光改為藍(lán)光，則干涉條紋間距變窄

D. 光纖通信的工作原理是光的反射，光纖通信具有容量大，抗干擾性強(qiáng)等優(yōu)

E. 用標(biāo)準(zhǔn)玻璃樣板和單色光檢查平面的平整度是利用了光的偏轉(zhuǎn)

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