【題目】如圖所示，兩條平行的光滑金屬導(dǎo)軌固定在傾角為的絕緣斜面上，導(dǎo)軌上端連接一個(gè)定值電阻，導(dǎo)體棒a和b放在導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌垂直并接觸良好，斜面上水平虛線PQ以下區(qū)域內(nèi)，存在著垂直斜面向上的磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，已知b棒的質(zhì)量為m，a棒、b棒和定值電阻的阻值均為R，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，重力加速度為g。

（1）斷開開關(guān)S，a棒和b棒固定在磁場(chǎng)中，恰與導(dǎo)軌構(gòu)成一個(gè)邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方向，磁場(chǎng)從以均勻增加，寫出a棒所受安培力隨時(shí)間變化的表達(dá)式。

（2）若接通開關(guān)S，同時(shí)對(duì)a棒施以平行導(dǎo)軌斜向上的拉力F，使它沿導(dǎo)軌勻速向上運(yùn)動(dòng)，此時(shí)放在導(dǎo)軌下端的b棒恰好靜止。當(dāng)a棒運(yùn)動(dòng)到磁場(chǎng)的上邊界PQ處時(shí)，撤去拉力F，a棒將繼續(xù)沿導(dǎo)軌向上運(yùn)動(dòng)一小段距離后再向下滑動(dòng)，此時(shí)b棒已滑離導(dǎo)軌。當(dāng)a棒再次滑回磁場(chǎng)上邊界PQ時(shí)，又恰能沿導(dǎo)軌勻速向下運(yùn)動(dòng)，求a棒質(zhì)量及拉力F的大小。

【答案】（1）（2）；

【解析】

試題分析：（1）由法拉第電磁感應(yīng)定律可得，

由閉合回路歐姆定律可得:

T時(shí)刻的磁感應(yīng)強(qiáng)度為

此時(shí)a棒受到的安培力為

解得：

（2）由題意可知a棒沿斜面向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，a棒為電源，b棒和電阻R并聯(lián)，通過a棒（干路）的電流為，由并聯(lián)電路關(guān)系可得：

B棒和電阻R的阻值相等，則通過b棒的電流為

電路的總電阻為

由歐姆定律可得干路電流為

感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E=BLv

b棒保持靜止，則

a棒脫離磁場(chǎng)后撤去拉力F，a棒機(jī)械能守恒，返回磁場(chǎng)時(shí)速度還是為v，此時(shí)a棒和電阻R串聯(lián)，則電路中的電流為

a棒勻速下滑，則

聯(lián)立解得

A棒向上運(yùn)動(dòng)時(shí)受力平衡：

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】某同學(xué)欲測(cè)量一個(gè)量程為6V的電壓表的電阻RV（在2000Ω~4000Ω之間），他設(shè)計(jì)了如圖甲所示電路。其中電源為三節(jié)干電池（內(nèi)阻小于2Ω），R0是2000Ω的定值電阻。他的操作如下：先閉合開關(guān)S1、S2，讀出電壓表示數(shù)U1；再斷開S2，讀出電壓表的示數(shù)U2．

（1）若該同學(xué)測(cè)出的數(shù)據(jù)為U1=4．50V，U2=2．50V，則該同學(xué)測(cè)出的RV= Ω．

（2）若該同學(xué)用如圖乙所示的若干節(jié)串聯(lián)的“番茄電池”（電動(dòng)勢(shì)在4~5V之間，內(nèi)阻約為1100Ω）代替干電池，依然用上述方案，則他 （填“能”或“不能”）測(cè)量出RV．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】“30m折返跑”中，在平直的跑道上，一學(xué)生站立在起點(diǎn)線處，當(dāng)聽到起跑口令后（測(cè)試員同時(shí)開始計(jì)時(shí)），跑向正前方30m處的折返線，到達(dá)折返線處時(shí)，用手觸摸固定的折返處的標(biāo)桿，再轉(zhuǎn)身跑回起點(diǎn)線，到達(dá)起點(diǎn)線處時(shí)，停止計(jì)時(shí)，全過程所用時(shí)間即為折返跑的成績(jī)。學(xué)生可視為質(zhì)點(diǎn)，加速或減速過程均視為勻變速，觸摸桿的時(shí)間不計(jì)。該學(xué)生加速時(shí)的加速度大小為a1=2．5m/s2，減速時(shí)的加速度大小為a2=5m/s2，到達(dá)折返線處時(shí)速度需減小到零，并且該學(xué)生全過程最大速度不超過vm=12m/s。求

（1）該學(xué)生返程最快需多少時(shí)間；

（2）該學(xué)生“30m折返跑”的最好成績(jī)。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】下列說法中錯(cuò)誤的是（　�。�

A. 壓力和支持力的方向總是垂直于接觸面的

B. 彈簧測(cè)力計(jì)在稱過重物后指針恢復(fù)到零刻度屬于彈性形變

C. 微小的力不能使堅(jiān)硬的物體發(fā)生形變，所以就沒有彈力產(chǎn)生

D. 只有發(fā)生彈性形變的物體，才會(huì)對(duì)它所接觸的物體產(chǎn)生彈力的作用

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在傾角為30°的斜面上的P點(diǎn)釘有一光滑小鐵釘，以P點(diǎn)所在水平虛線將斜面一分為二，上部光滑，下部粗糙．一繩長(zhǎng)為3R輕繩一端系于斜面O點(diǎn)，另一端系一質(zhì)量為m的小球，現(xiàn)將輕繩拉直小球從A點(diǎn)由靜止釋放，小球恰好能第一次通過圓周運(yùn)動(dòng)的最高點(diǎn)B點(diǎn)．已知OA與斜面底邊平行，OP距離為2R，且與斜面底邊垂直，則小球從A到B的運(yùn)動(dòng)過程中(　　)

A. 合外力做功mgR

B. 重力做功2mgR

C. 克服摩擦力做功mgR

D. 機(jī)械能減少mgR

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】空中存在水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)，一帶正電小球在空中某點(diǎn)以初速度大小水平向右拋出，小球落到水平地面時(shí)速度大小為，已知小球受到的電場(chǎng)力大小等于重力大小，則下列說法正確的是

A．小球落地時(shí)速度方向一定與地面垂直

B．小球下落過程，電勢(shì)能先增大后減小

C．小球下落過程，動(dòng)能先減小后增大

D．小球下落過程，機(jī)械能一直減小

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，某人身系彈性繩自高空P點(diǎn)自由下落，a點(diǎn)是彈性繩的原長(zhǎng)位置，b點(diǎn)是人靜止懸掛時(shí)的平衡位置，c點(diǎn)是人所能到達(dá)的最低點(diǎn)，若把P點(diǎn)到a點(diǎn)的過程稱為過程I，由a點(diǎn)到c點(diǎn)的過程稱為過程II，不計(jì)空氣阻力，下列說法正確的是

A．過程II中人的機(jī)械能守恒

B．過程II中人的動(dòng)量的改變量大小等于過程I中重力的沖量大小

C．過程II中人的動(dòng)能逐漸減小到零

D．過程I中人的動(dòng)量的改變量等于重力的沖量

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在光滑水平面上有一塊長(zhǎng)為L(zhǎng)的木板B，其上表面粗糙，在其左端有一個(gè)光滑的1/4圓弧槽C與長(zhǎng)木板接觸但不連接，圓弧槽的下端與木板的上表面相平，B、C靜止在水平面上．現(xiàn)有很小的滑塊A以初速度v0從右端滑上B并以的速度滑離B，恰好能到達(dá)C的最高點(diǎn)．A、B、C的質(zhì)量均為m，試求：

(1)木板B上表面的動(dòng)摩擦因數(shù)μ；

(2) 圓弧槽C的半徑R.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲所示，abcd是位于豎直平面內(nèi)的正方形閉合金屬線框，在金屬線框的下方有一磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，MN和M′N′是勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域的水平邊界，邊界的寬度為s，并與線框的bc邊平行，磁場(chǎng)方向與線框平面垂直．現(xiàn)讓金屬線框由距MN的某一高度從靜止開始下落，圖乙是金屬線框由開始下落到完全穿過勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域的v－t圖象(其中OA、BC、DE相互平行)．已知金屬線框的邊長(zhǎng)為L(L<s)、質(zhì)量為m，電阻為R，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?/span>g，圖象中坐標(biāo)軸上所標(biāo)出的字母v1、v2、t1、t2、t3、t4均為已知量。(下落過程中bc邊始終水平)根據(jù)題中所給條件，以下說法正確的是(　　)

A. t2是線框全部進(jìn)入磁場(chǎng)瞬間，t4是線框全部離開磁場(chǎng)瞬間

B. 從bc邊進(jìn)入磁場(chǎng)起一直到ad邊離開磁場(chǎng)為止，感應(yīng)電流所做的功為mgs

C. v1的大小可能為

D. 線框離開磁場(chǎng)過程中流經(jīng)線框橫截面的電荷量比線框進(jìn)入磁場(chǎng)過程中流經(jīng)線框橫截面的電荷量多

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