如圖所示，有上下兩層水平放置的平行光滑導軌，間距是L，上層導軌上擱置一根質(zhì)量是m、電阻是r的金屬桿ST，下層導軌末端緊接著兩根豎立在豎直平面內(nèi)的半徑為R的光滑絕緣半圓形軌道，在下層導軌末端處擱置一質(zhì)量也是m、電阻也是r的金屬桿AB。上下兩層平行導軌所在區(qū)域里有一個豎直向下的磁感應強度大小為B的勻強磁場。當閉合開關S后，金屬桿AB滑離下層導軌進入半圓形軌道并且剛好能通過半圓形軌道最高點D′F′后滑上上層導軌。設上下兩層導軌都足夠長，電阻不計。試求：
（1）金屬桿AB剛進入絕緣半圓形軌道時的速度大小；
（2）金屬桿AB在上層導軌上滑動時，回路中的最大電流為多少;
（3）從金屬桿AB滑到上層導軌到具有最終速度這段時間內(nèi)，上層導軌回路中有多少能量轉化為內(nèi)能。

 

（本題19分） 解：（1）設金屬桿AB進入半圓形軌道時的速度為V1，金屬桿AB剛好能通過半圓形軌道最高點D′F′，設此時速度為V2則： ① 又金屬桿AB在光滑絕緣半圓形軌道上運動過程中，機械能守恒： ② 解①②得：， （2）金屬桿AB剛到上層導軌瞬間電動勢最大即 ③ 則回路中電流最大： ④ 解③④得： （3）以兩桿組成的系統(tǒng)為研究對象，在上層導軌上運動時，金屬桿AB在安培力作用下減速向左滑動，金屬桿ST在安培力作用下加速向左滑動，最終兩桿速度相同時回路電流為零，此時安培力為零，此時的速度為最終速度，設為V3，在此過程中，系統(tǒng)所受合外力始終為零，則系統(tǒng)動量守恒。即： ⑤ 由能量守恒定律得： 內(nèi)能 ⑥ 解以上式得：
練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

一條紙帶與做勻加速直線運動的小車相連，通過打點計時器打下一系列點，從打下的點中選取若干計數(shù)點，如圖中A、B、C、D、E所示，紙帶上相鄰的兩個計數(shù)點之間都有四個點未畫出．現(xiàn)測出AB=2.20cm，AC=6.39cm，AD=12.59cm，AE=20.79cm，已知打點計時器電源頻率為50Hz．
①打D點時，小車的瞬時速度大小為
0.72
0.72
m/s（保留兩位有效數(shù)字）．
②小車運動的加速度大小為
2.0
2.0
m/s2（保留兩位有效數(shù)字）．
③在“探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關系”活動中，某同學設計了如圖所示的實驗裝置．圖中上下兩層水平軌道表面光滑，兩小車前端系上細線，細線跨過滑輪并掛上砝碼盤，兩小車尾部細線連到控制裝置上，實驗時通過控制裝置使兩小車同時開始運動，然后同時停止，本探究實驗可以通過比較兩小車的位移來得到兩小車加速度關系．若測量得到兩個小車的位移分別為x1和x2，設兩個小車的加速度分別為a1和a2，上述四個物理量的關系式為
a1
a2
=
x1
x2
a1
a2
=
x1
x2
．

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（1）如圖所示，是某研究性學習小組做“探究橡皮筋做的功與物體速度變化的關系”的實驗，圖中是小車在一條橡皮筋的作用下彈出，沿木板滑行的情形，這時，橡皮筋對小車做的功記為W．當我們用2條、3條…完全相同的橡皮筋并在一起進行第2次、第3次…實驗時，使每次橡皮筋都拉伸到同一位置釋放．小車每次實驗中獲得的速度由打點計時器所打的紙帶測出．
①除了圖中給出的實驗器材外，需要的器材（除學生電源外）還有
 

②實驗時為了使小車只在橡皮筋作用下運動，應采取的措施是
 

③每次實驗得到的紙帶上的點距并不都是均勻的，為了測量小車獲得的速度，應選用紙帶的
 
部分進行測量．
（2）在“驗證牛頓第二定律”的實驗中，某實驗小組設計了如下的實驗方案．如圖所示，將兩個光滑導軌分上下兩層水平排列．與兩個相同小車后部相連的剎車線穿過導軌尾端固定板，由安裝在后面的剎車系統(tǒng)控制兩小車同時起動和同時制動（圖中未畫）．實驗中可通過增減盤中的砝碼來改變拉力的大小，通過增減放置在小車上的砝碼改變小車的質(zhì)量．下表是該實驗小組的實驗數(shù)據(jù)：
次數(shù) 小車 拉力（N） 質(zhì)量（g） 位移（cm） 拉力
比值（F甲：F乙）		 質(zhì)量
比值（m甲：m乙）		 位移
比值（x甲：x乙）		 加速度
比值（a甲：a乙）
1 甲 0.1 200 22.3 0.50 1 空格1 空格2
乙 0.2 200 43.5
2 甲 0.2 200 40.2 1 0.50 空格3 空格4
乙 0.2 400 19.5
①請根據(jù)實驗要求將表中寫有“空格”處的相應數(shù)據(jù)計算出并填寫在橫線上：
空格1：
 
、空格2：
 
、空格3：
 
、空格4：
 

②本實驗采用的科學方法是
 

A．理想實驗法         B．等效代替法
C．控制變量法         D．建立物理模型法
③根據(jù)第一次實驗數(shù)據(jù)，可以得出的結論是：
 

④根據(jù)第二次實驗數(shù)據(jù)，可以得出的結論是：
 

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科目：高中物理 來源：南通高考密卷·物理 題型：038

如圖所示，有上下兩層水平放置的平行光滑導軌，間距是L，上層導軌上擱置一根質(zhì)量為m，電阻是R的金屬桿PT，下層導軌末端緊接著兩根豎直平面內(nèi)的半徑為r的光滑絕緣半圓形軌道，在靠近半圓形軌道處擱置一根質(zhì)量也是m，電阻也是R的金屬桿AC．上下兩層平行導軌所在區(qū)域里有一個豎直向下的勻強磁場．當閉合開關S后，當有電荷量q通過金屬桿AC時，桿AC滑過下層導軌，進入半圓形軌道并且剛好能通過軌道最高點D和G后就滑上上層導軌．設上下兩層導軌都是夠長，電阻不計．

(1)求磁場的磁感應強度．

(2)求金屬桿AC剛滑到上層導軌瞬間，上層導軌和金屬桿組成的回路中的電流．

(3)問從AC滑到上層導軌到具有最終速度這段時間里上層導軌回路中有多少能量轉變?yōu)閮?nèi)能？

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，有上下兩層水平放置的平行光滑導軌，間距是L，上層導軌上擱置一根質(zhì)量為m，電阻是R的金屬桿ST，下層導軌末端緊接著兩根豎直平面內(nèi)的半徑為r的光滑絕緣半圓形軌道，在靠近半圓形軌道處擱置一根質(zhì)量也是m，電阻也是R的金屬桿AB。上下兩層平行導軌所在區(qū)域里有一個豎直向下的勻強磁場。當閉合開關S后，當有電荷量q通過金屬桿AB時，桿AB滑過下層導軌，進入半圓形軌道并且剛好能通過軌道最高點D′F′后滑上上層導軌。設上下兩層導軌都是夠長，電阻不計。

⑴求磁場的磁感應強度。

⑵求金屬桿AB剛滑到上層導軌瞬間，上層導軌和金屬桿組成的回路中的電流。

⑶問從AB滑到上層導軌到具有最終速度這段時間里上層導軌回路中有多少能量轉變?yōu)閮?nèi)能？

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