【題目】如圖所示，將兩個相同的“U”型光滑金屬導(dǎo)軌，平行放置于一磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直向上的勻強(qiáng)磁場中的水平面，兩導(dǎo)軌的上軌和下軌所在平面均與水平面平行，兩導(dǎo)軌面上各放一根完全相同的質(zhì)量為m的勻質(zhì)金屬桿Q1和Q2，且桿與軌道垂直。設(shè)兩導(dǎo)軌面相距為H，導(dǎo)軌寬為L，導(dǎo)軌足夠長且電阻不計，金屬桿單位長度的電阻為r。現(xiàn)有一質(zhì)量為的不帶電小球以水平向右的速度v0撞擊桿Q1的中點，撞擊后小球反彈落到下層面上的C點，C點與桿Q1初始位置水平距離為s。求：

（1）Q1桿獲得的最大速度。

（2）回路內(nèi)感應(yīng)電流的最大值和Q2桿受到的最大安培力。

（3）整個運(yùn)動過程中感應(yīng)電流最多產(chǎn)生了多少熱量。

【答案】（1）（2），（3）

【解析】

（1）先根據(jù)平拋運(yùn)動的規(guī)律求出碰后小球反彈的速度。小球撞擊金屬桿的過程，遵守動量守恒定律。根據(jù)動量守恒定律列式，從而求出金屬桿獲得的速度。

（2）碰后瞬間回路內(nèi)感應(yīng)電流最大。由法拉第定律和歐姆定律結(jié)合求出回路內(nèi)感應(yīng)電流的最大值。再由F＝BIL求Q2桿受到的最大安培力。

（3）碰后，在安培力作用下，金屬桿A1做減速運(yùn)動，金屬桿A2做加速運(yùn)動，當(dāng)兩桿速度大小相等時，回路內(nèi)感應(yīng)電流為0，根據(jù)動量守恒定律和能量守恒定律結(jié)合求解熱量。

（1）設(shè)撞擊后小球反彈的速率為v，金屬桿Q1的最大速度為vm，取水平向右為正方向，對于碰撞過程，根據(jù)動量守恒定律，得：

對于小球的平拋運(yùn)動，根據(jù)平拋運(yùn)動的分解，有：

s=vt
H=gt2。

由以上三式解得：

（2）桿Q1速度最大時，感應(yīng)電動勢最大，為：E=BLvm
回路總電阻為：R=2Lr
所以回路內(nèi)感應(yīng)電流的最大值為：
Q2桿受到的最大安培力為：Fm=BImL

解得：

（3）因為在安培力的作用下，金屬桿A1做減速運(yùn)動，金屬桿A2做加速運(yùn)動，當(dāng)兩桿速度大小相等時，回路內(nèi)感應(yīng)電流為0．設(shè)兩棒最終有共同速度vQ。取水平向右為正方向，由動量守恒定律得：

mvm=2mvQ。

根據(jù)能量守恒定律得：

解得：

。

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】某同學(xué)為測繪標(biāo)有“4.8 V,0.6 A”小燈泡伏安特性曲線，除了導(dǎo)線和開關(guān)外，可供選擇的還有以下器材：

A.電流表：量程 0～0.6 A，內(nèi)阻約為 1 Ω

B.電流表：量程 0～3 A，內(nèi)阻約為 0.2 Ω

C.電壓表：量程 0～6 V，內(nèi)阻約為 2 kΩ

D.電壓表：量程 0～15 V，內(nèi)阻約為 4.5 kΩ

E.滑動變阻器：阻值范圍 0～20 Ω，額定電流 2 A

F.滑動變阻器：阻值范圍 0～2 kΩ，額定電流 0.5 A

G.電源：電動勢 6 V，內(nèi)阻約為 1 Ω

（1））為了使測量盡可能地準(zhǔn)確，電流表應(yīng)選用_______,電壓表應(yīng)選_________，滑動變組器應(yīng)選________。（只填實驗器材前的序號）。

（2）請用選用的器材將圖（a）的實物圖連接完整。（_______）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，質(zhì)量為M的金屬塊放在水平地面上，在與水平方向成θ角斜向上，大小為F的拉力作用下，以速度v向右做勻速直線運(yùn)動，重力加速度為g。求：

（1）金屬塊與地面間的動摩擦因數(shù)；

（2）如果從某時刻起撤去拉力，則撤去拉力后金屬塊在地面上還能滑行的距離

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖a所示，為某次利用傳感器做實驗得到小燈通的U﹣I關(guān)系圖線，實驗室提供的器材有：小燈泡、電流傳感器、電壓傳感器、電動勢為6V的電源（不計內(nèi)阻）、動變阻器R1（阻值范圍0﹣10Ω）、滑動變阻器R2（阻值范圍0﹣100Ω）、開關(guān)、導(dǎo)線若干。

（i）做實驗時，滑動變阻器應(yīng)選用_____（選填“R1“或“R2”）。

（ii）請在圖b的方框中畫出該實驗的電路圖________。

（ⅲ）如果將該小燈泡接入圖c所示的電路中，已知電流傳感器的示數(shù)為0.3A，電源電動勢為3V．則此時小燈泡的電功率為_____W，電源的內(nèi)阻為_____Ω．（以上結(jié)果均保留位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】將三個木板1、2、3固定在墻角，木板與墻壁和地面構(gòu)成了三個不同的三角形，如圖所示，其中1與2底邊相同，2和3高度相同�，F(xiàn)將一個可以視為質(zhì)點的物塊分別從三個木板的頂端由靜止釋放，并沿斜面下滑到底端，物塊與木板之間的動摩擦因數(shù)均相同。在這三個過程中，下列說法不正確的是（ ）

A.沿著1和2下滑到底端時，物塊的速率不同，沿著2和3下滑到底端時，物塊的速率相同

B.沿著1下滑到底端時，物塊的速度最大

C.物塊沿著3下滑到底端的過程中，產(chǎn)生的熱量是最多的

D.物塊沿著1和2下滑到底端的過程中，產(chǎn)生的熱量是一樣多的

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，水平圓盤可繞豎直軸轉(zhuǎn)動，圓盤上有小物體、、，質(zhì)量分別為、、，疊放在上，、離圓心距離分別為、。、之間用細(xì)線相連，圓盤靜止時細(xì)線剛好伸直無張力。已知、與圓盤間動摩擦因數(shù)均為，、間動摩擦因數(shù)為，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度為，現(xiàn)讓圓盤從靜止緩慢加速，則（ ）

A.當(dāng)時，、即將開始滑動

B.當(dāng)時，細(xì)線張力為

C.當(dāng)時，受到圓盤的摩擦力為0

D.當(dāng)時剪斷細(xì)線，將做離心運(yùn)動

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，是固定于豎直平面內(nèi)的光滑圓弧軌道，末端處的切線方向水平。一物體（可視為質(zhì)點）從圓弧最高點處由靜止釋放，滑到端飛出，落到地面上的點。測得點和點的水平距離，點距地面的高度。現(xiàn)在軌道下方緊貼端安裝一個水平傳送帶，傳送帶的右端與點的距離為。當(dāng)傳送帶靜止時，讓物體從處由靜止釋放，物體沿軌道滑過點后又在傳送帶上滑行并從傳送帶右端水平飛出，仍落在地面上的點。

（1）求物體與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)。

（2）若傳送帶驅(qū)動輪順時針轉(zhuǎn)動，帶動傳送帶以速度勻速運(yùn)動。再把物體從處由靜止釋放，物體落在地面上。設(shè)著地點與點的距離為，求出可能的范圍。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲所示，用鐵架臺、刻度尺、彈簧和多個已知質(zhì)量且質(zhì)量相等的鉤碼，探究在彈性限度內(nèi)彈簧彈力與彈簧伸長長度的關(guān)系實驗．

（1）如圖乙所示，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪圖，縱軸是鉤碼質(zhì)量m，橫軸是彈簧的形變量x，由圖可知：圖線不過原點，彈簧的勁度系數(shù)______計算結(jié)果保留2位有效數(shù)字，重力加速度g取；

（2）如圖丙所示，實驗中用兩根不同的彈簧a和b，畫出彈簧彈力F與彈簧長度L的圖象，下列正確的是______

A．a的原長比b的長 B．的勁度系數(shù)比b的大

C．a的勁度系數(shù)比b的小 D．彈力與彈簧長度成正比

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】一足球運(yùn)動員自點向球門的點踢出球，已知、之間的距離為，球自向的運(yùn)動可視為水平地面上的勻速直線運(yùn)動，速率為．另一足球運(yùn)動員到連線的距離為，到、兩點的距離相等．運(yùn)動員踢出球后，運(yùn)動員以勻速沿直線去攔截該球．設(shè)運(yùn)動員開始出發(fā)去攔截球的時刻與球被運(yùn)動員踢出的時刻相同．

（1）如果運(yùn)動員能攔截到球，求運(yùn)動員開始出發(fā)去攔截球直至攔截到球的時間間隔、球被攔截時球到點的距離、球到運(yùn)動員出發(fā)點的距離和運(yùn)動員運(yùn)動的方向與、連線的夾角；

（2）求為了使運(yùn)動員能攔截到球，、、和應(yīng)當(dāng)滿足的條件．

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