【題目】如圖所示，光滑金屬導(dǎo)軌中的兩軌道與平行且相距為，在導(dǎo)軌的右端接有一阻值為的電阻，水平導(dǎo)軌無限長。在邊界的右邊存在一個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度為、方向垂直軌道平面豎直向上的勻強(qiáng)磁場，邊界的左邊不存在磁場。現(xiàn)將一長度為、質(zhì)量為、阻值也為的金屬桿置于邊界的左邊�，F(xiàn)用該金屬桿的中心位置沿水平方向壓縮固定在光滑水平地面的輕質(zhì)彈簧（彈簧與桿不相連），當(dāng)彈簧的彈性勢能為時(shí)，由靜止釋放彈簧，所有金屬導(dǎo)軌電阻不計(jì)，彈簧恢復(fù)到原長時(shí)金屬桿還未進(jìn)入磁場。求：

（1）在金屬桿運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過程中回路中產(chǎn)生電流的最大值；

（2）從開始運(yùn)動(dòng)到桿的加速度為時(shí)，這個(gè)過程中電阻產(chǎn)生的焦耳熱；

（3）金屬桿進(jìn)入磁場后能滑行的最大位移。

【答案】（1） （2） （3）

【解析】

（1）金屬桿獲得的最大速度根據(jù)能量守恒定律有：，ab桿剛進(jìn)入磁場時(shí)的電動(dòng)勢最大為：E=BLv，此時(shí)回路中的電流最大，由閉合電路的歐姆定律可得：，由以上三式解得：

（2）當(dāng)桿的加速度為a時(shí)，設(shè)此時(shí)桿的速度為v2，由牛頓第二定律得：，閉合電路的歐姆定律，由以上兩式解得：，設(shè)此時(shí)R上產(chǎn)生的焦耳熱為Q，由于ab金屬桿與R的阻值相同，故當(dāng)R上產(chǎn)生的焦耳熱為Q時(shí)，金屬桿上產(chǎn)生的焦耳熱也為Q，此時(shí)桿的速度為v2，由能量守恒定律可得：，解得

（3）對(duì)ab金屬桿在水平軌道的全過程應(yīng)用動(dòng)量定理有：，其中：，所以通過回路中的總電荷量有：，根據(jù)電流的定義有：，其中s為桿滑行的距離，由此可得：

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，某物理興趣小組設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，實(shí)驗(yàn)操作如下：

(1)用游標(biāo)卡尺測出小鋼球的直徑d，讀數(shù)如下圖，圖中上部分為刻度放大圖，d=_________mm。

(2)用一輕質(zhì)細(xì)線一端栓接一質(zhì)量為m的小鋼球，細(xì)線的另一端固定于懸點(diǎn)O，豎直背景板是一個(gè)圓心在O點(diǎn)的大量角器，大量角器的零度刻線水平，讓小鋼球靜止在最低點(diǎn)，用毫米刻度尺量出懸線長為l。

(3)將小鋼球拉起，細(xì)線被水平拉直，此時(shí)小鋼球位置記為A，OA與大量角器零度刻線等高、平行，在小鋼球下擺的路徑上選一位置B,讀出OB與OA的夾角θ，將光電門固定在位置B（小球通過B點(diǎn)時(shí)光線恰好能通過球心）上。現(xiàn)讓小鋼球從A點(diǎn)從靜止釋放,運(yùn)動(dòng)過程中小鋼球不與背景板摩擦、碰撞，用光電門測出小鋼球通過光電門的時(shí)間Δt，那么在小鋼球從A到B的過程中，小鋼球的重力勢能減少量ΔEP=________ , 動(dòng)能增加量ΔEk=_________ ,（寫出表達(dá)式，題中字母為已知量），觀察在誤差允許的范圍內(nèi)ΔEP與ΔEk是否相等。

(4)在小鋼球下擺的路徑上再分別選取C、D、E、F……多個(gè)位置，重復(fù)剛才實(shí)驗(yàn)，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。一般情況下，實(shí)驗(yàn)中測算出來的重力勢能減少量ΔEP ______ 動(dòng)能增加量 ΔEk （填寫“等于”、“大于”或“小于”）。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，豎直放置的圓弧軌道，O為圓心，AO水平。兩相同小球a、b分別從圓周上的A、B兩點(diǎn)水平拋出，兩小球均能到達(dá)C點(diǎn)(位于O點(diǎn)正下方)，OB連線與豎直方向夾角θ=60°，不考慮空氣阻力的影響，以下說法正確的是

A. a、b兩球到達(dá)C點(diǎn)的時(shí)間之比為：1

B. a、b兩球到達(dá)C點(diǎn)的過程中，動(dòng)能增加量之比為：1

C. a、b兩球到達(dá)C點(diǎn)時(shí)重力的瞬時(shí)功率之比為：1

D. a、b兩球到達(dá)C點(diǎn)的過程中，速度增量之比為2：1

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在“探究物質(zhì)的密度”的實(shí)驗(yàn)中，如圖所示是實(shí)驗(yàn)用的天平，砝碼盒中配備的砝碼有100g、50g、20g、10g、5g等。請正確填寫下列空格：

(1)調(diào)節(jié)天平時(shí)應(yīng)將__________移至零刻度處，然后調(diào)節(jié)_______________，使天平橫梁平衡。

(2)小明同學(xué)進(jìn)行了下列實(shí)驗(yàn)操作：

A．將燒杯中鹽水的一部分倒入量筒，測出這部分鹽水的體積V；

B．用天平測出燒杯和鹽水的總質(zhì)量m1；

C．用天平測出燒杯和剩余鹽水的總質(zhì)量m2。

以上操作的正確順序是：_________________（填字母代號(hào)）。

(3)小明測量燒杯和鹽水的總質(zhì)量m1時(shí)，估計(jì)鹽水和燒杯的總質(zhì)量在150g左右。試加砝碼時(shí)，用鑷子夾取100g、50g砝碼各1個(gè)放入右盤中，若指針右偏，則應(yīng)取下___________ g砝碼，試加上其它砝碼，同時(shí)調(diào)節(jié)游碼。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】有兩個(gè)實(shí)驗(yàn)小組在完成驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，分別用了以下兩種方法：

(1)第一組利用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。

①該小組同學(xué)進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)操作：

A.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到電源的“直流輸出”上

B.釋放紙帶后接通電源，打出一條紙帶，并更換紙帶重復(fù)若干次

C.選擇理想的紙帶，在紙帶上取若干個(gè)連續(xù)點(diǎn)，分別測出這些點(diǎn)到起始點(diǎn)的距離

D.根據(jù)測量的結(jié)果計(jì)算重錘下落過程中減少的重力勢能是否等于增加的動(dòng)能

其中操作不當(dāng)?shù)牟襟E是 ____________(填選項(xiàng)前的字母)

②若所用電源的周期為T，該同學(xué)經(jīng)正確操作得到如圖所示的紙帶，O點(diǎn)為打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的第一個(gè)點(diǎn)。分別測出連續(xù)點(diǎn)A、B、C與O點(diǎn)之間的距離h1、h2、h3，重物質(zhì)量為m，重力加速度為g。根據(jù)以上數(shù)據(jù)可知，從O點(diǎn)到B點(diǎn)，重物的重力勢能的減少量等于 ______ ，動(dòng)能的增加量等于 ______ 。(用所給的符號(hào)表示)

(2)另一組同學(xué)用如圖所示的裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。物體A和B系在輕質(zhì)細(xì)繩兩端跨過光滑輕質(zhì)定滑輪，讓A、B由靜止釋放(物體A質(zhì)量大于B)。1、2處分別安裝光電門，用來測量物體上的遮光片通過該處的時(shí)間。

①實(shí)驗(yàn)中測量出物體A的質(zhì)量mA 、物體B的質(zhì)量mB、遮光片的寬度d、光電門1、2間的距離h 、遮光片通過光電門1、2的時(shí)間t1、t2 ，則可計(jì)算出遮光片經(jīng)過光電門1時(shí)速率為___________。

② 若實(shí)驗(yàn)滿足表達(dá)式_________________________(用①中測出物理量的符號(hào)和重力加速度g表示)，則可驗(yàn)證機(jī)械能守恒。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，甲小球從距地45m高處自由落下，1s后乙小球從距地30m高處自由落下，不計(jì)空氣阻力（重力加速度g取10m/s2）。 求：

(1)兩小球等高時(shí)，甲、乙兩小球的速度大小及離地高度；

(2)以甲開始下落時(shí)刻為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，定量畫出兩小球間的豎直距離隨時(shí)間變化的圖象。（設(shè)兩球落地后均立即靜止在原地）

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在探究“功與速度變化關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，利用如圖所示的裝置。實(shí)驗(yàn)步驟如下:

①小物塊在橡皮筋的作用下彈出，沿光滑水平桌面滑行后平拋落至水平地面上，落點(diǎn)記為；

②在釘子上分別套上2條、3條、4條...同樣的橡皮筋，使每次橡皮筋拉伸的長度都保持一致，重復(fù)步驟①，小物塊落點(diǎn)分別記為、、......

③測量相關(guān)數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

(1)若要求出小物塊從桌面拋出時(shí)的動(dòng)能，需要測量下列物理量中的________(填正確答案標(biāo)號(hào)，g己知)。

A.小物塊的質(zhì)量m

B.橡皮筋的原長x

C.橡皮筋的伸長量Δx

D.桌面到地面的高度h

E.小物塊拋出點(diǎn)到落地點(diǎn)的水平距離L

(2)如果小物塊與桌面之間的摩擦不能忽略，則由此引起的誤差屬于________(填“偶然誤差”或“系統(tǒng)誤差”)。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示兩個(gè)物體與圓盤保持相對(duì)靜止，隨圓盤一起作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則A、B分別受到幾個(gè)力的作用（ ）

A. 3個(gè)5個(gè)

B. 3個(gè)4個(gè)

C. 4個(gè)5個(gè)

D. 4個(gè)6個(gè)

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲所示，一傾角=的足夠長斜面體固定在水平地面上，一個(gè)物塊靜止在斜面上�，F(xiàn)用大小為F=kt，（k為常量，F、t的單位均為國際標(biāo)準(zhǔn)單位）的拉力沿斜面向上拉物塊，物塊受到的摩擦力Ff隨時(shí)間變化的關(guān)系圖象如圖乙所示，物塊與斜面間的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，重力加速度g=10m/s2，則下列判斷正確的是

A. 物塊的質(zhì)量為1kg

B. k的值為5N/s

C. 物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為

D. t=3s時(shí)，物塊的速度大小為1.6m/s

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案