16．一質(zhì)量為m的金屬桿ab，以一定的初速度v0從一光滑平行金屬導(dǎo)軌底端向上滑行，導(dǎo)軌平面與水平面成30°角，兩導(dǎo)軌上端用一電阻R相連，如圖所示，磁場(chǎng)垂直斜面向上，導(dǎo)軌與桿的電阻不計(jì)，金屬桿向上滑行到某一高度之后又返回到底端，則在此全過(guò)程中（　�。�
A．向上滑行的時(shí)間大于向下滑行的時(shí)間
B．電阻R上產(chǎn)生的熱量向上滑行時(shí)大于向下滑行時(shí)
C．通過(guò)電阻R的電量向上滑行時(shí)小于向下滑行時(shí)
D．桿a、b克服磁場(chǎng)力的功向上滑行時(shí)小于向下滑行時(shí)

分析 通過(guò)對(duì)導(dǎo)體棒受力分析知，上滑的過(guò)程做變減速直線運(yùn)動(dòng)，下滑的過(guò)程做變加速直線運(yùn)動(dòng)，抓住位移相等，平均速度不同，比較運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，根據(jù)q=$\frac{△∅}{R}$ 比較出電量的大小，以及根據(jù)Q=EIt=qE比較上滑和下滑過(guò)程中產(chǎn)生的熱量．

解答 解：A、因?yàn)樯匣A段的平均速度大于下滑階段的平均速度，而上滑階段的位移與下滑階段的位移大小相等，所以上滑過(guò)程的時(shí)間比下滑過(guò)程短，故A錯(cuò)誤．
B、電阻上產(chǎn)生的熱量Q=EIt=qE，因?yàn)樯匣^(guò)程中和下滑過(guò)程中通過(guò)電阻的電量相等，上滑過(guò)程中平均電動(dòng)勢(shì)大于下滑過(guò)程中的平均電動(dòng)勢(shì)，則上滑過(guò)程中通過(guò)電阻R的熱量大于下滑過(guò)程中產(chǎn)生的熱量．故B正確．
C、電量q=It=$\frac{E}{R}$t=$\frac{△∅}{R}$，式中結(jié)果無(wú)時(shí)間，故上滑階段和下滑階段通過(guò)回路即通過(guò)R的電量相同，故C錯(cuò)誤；
D、金屬桿ab克服安培力做的功等于回路產(chǎn)生的熱量，則知向上滑行時(shí)金屬桿克服安培力做的功較多．故D錯(cuò)誤；
故選：B．

點(diǎn)評(píng) 解決這類問(wèn)題的關(guān)鍵時(shí)分析受力，進(jìn)一步確定運(yùn)動(dòng)性質(zhì)，并明確判斷各個(gè)階段及全過(guò)程的能量轉(zhuǎn)化．

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：計(jì)算題

20．粗糙的水平面上疊放著A和B兩個(gè)物體，質(zhì)量分別是m和2m，A和B間的接觸面也是粗糙的，如果用水平力F拉B，AB相對(duì)靜止一起向右勻速運(yùn)動(dòng)，AB間，B與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均是μ，求：
（1）請(qǐng)畫出A和B物體的受力分析圖（重力用GA、GB，彈力用N1、N2，摩擦力用F1、F2表示）；
（2）拉力F的大�。�

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：選擇題

1．如圖所示，甲、乙、丙、丁是以時(shí)間為橫軸的勻變速直線運(yùn)動(dòng)的圖象，下列正確的是（　�。�
A．甲是 a-t 圖象B．乙是 s-t 圖象C．丙是 s-t 圖象D．丁是 v-t 圖象

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：解答題

4．如圖甲所示，表面絕緣、傾角θ=30°的斜面固定在水平地面上，斜面所在空間有一寬度D=0.40m的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，其邊界與斜面底邊平行，磁場(chǎng)方向垂直斜面向上．一個(gè)質(zhì)量m=0.10kg、總電阻R=0.25Ω的單匝矩形金屬框abcd，放在斜面的底端，其中ab邊與斜面底邊重合，ab邊長(zhǎng)L=0.50m．從t=0時(shí)刻開始，線框在垂直cd邊沿斜面向上大小恒定的拉力作用下，從靜止開始運(yùn)動(dòng)，當(dāng)線框的ab邊離開磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)撤去拉力，線框繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng)，線框向上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中速度與時(shí)間的關(guān)系如圖乙所示．已知線框在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終未脫離斜面，且保持ab邊與斜面底邊平行，線框與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=$\frac{\sqrt{3}}{3}$，重力加速度g取10m/s2．求：
（1）線框受到的拉力F的大�。�
（2）勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大�。�
（3）線框在斜面上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱Q．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

11．如圖甲所示，兩個(gè)水平和傾斜光滑直導(dǎo)軌都通過(guò)光滑圓弧對(duì)接而成，相互平行放置，兩導(dǎo)軌相距L=1m，傾斜導(dǎo)軌與水平面成θ=30°角，傾斜導(dǎo)軌的下面部分處在一垂直斜面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)Ⅰ中，Ⅰ區(qū)中磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B1隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示，垂直斜面向上為正值，圖中t1，t2未知．水平導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)，其左端接有理想靈敏電流計(jì)G（內(nèi)阻不計(jì)）和定值電阻R=3Ω，水平導(dǎo)軌處在一豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)Ⅱ中，Ⅱ區(qū)中的磁場(chǎng)恒定不變，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B2=1T，在t=0時(shí)刻，從斜軌上磁場(chǎng)Ⅰ區(qū)外某處垂直于導(dǎo)軌水平靜止釋放一金屬棒ab，棒的質(zhì)量m=0.1kg，棒的電阻r=2Ω，棒下滑時(shí)與導(dǎo)軌保持良好接觸，設(shè)棒通過(guò)光滑圓弧前后速度大小不變，導(dǎo)軌的電阻不計(jì)．若棒在斜面上向下滑動(dòng)的整個(gè)過(guò)程中，靈敏電流計(jì)指針?lè)�(wěn)定時(shí)顯示的電流大小相等，t2時(shí)刻進(jìn)入水平軌道，立刻對(duì)棒施一平行于框架平面沿水平且與桿垂直的外力．（g取10m/s2）求：

（1）ab棒進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)Ⅰ時(shí)速度 v的大�。�
（2）磁場(chǎng)區(qū)Ⅰ在沿斜軌方向上的寬度 d；
（3）棒從開始運(yùn)動(dòng)到剛好進(jìn)入水平軌道這段時(shí)間內(nèi) ab棒上產(chǎn)生的熱量Q；
（4）若棒在t2時(shí)刻進(jìn)入水平導(dǎo)軌后，電流計(jì)G的電流 I隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖丙所示（I0未知），已知t2到t3的時(shí)間為0.5s，t3到t4的時(shí)間為1s，請(qǐng)?jiān)趫D丁中作出t2到t4時(shí)間內(nèi)外力大小 F隨時(shí)間 t變化的函數(shù)圖象．（從上向下看逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)殡娏髡较颍?/div>

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

1．如圖甲，MN、PQ兩條平行的光滑金屬軌道與水平面成θ=37°角固定，M、P之間接電阻箱R，導(dǎo)軌所在空間存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于軌道平面向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=1T．質(zhì)量為m的金屬桿a b水平放置在軌道上，其接入電路的電阻值為r．現(xiàn)從靜止釋放桿a b，測(cè)得最大速度為vm．改變電阻箱的阻值R，得到vm與R的關(guān)系如圖乙所示．已知軌距為L(zhǎng)=2m，重力加速度g取l0m/s2，軌道足夠長(zhǎng)且電阻不計(jì)．求：
（1）R=0時(shí)回路中產(chǎn)生的最大電流的大小及方向；
（2）金屬桿的質(zhì)量m和阻值r；
（3）當(dāng)R=4Ω時(shí)，若ab桿由靜止釋放至達(dá)到最大速度的過(guò)程中，電阻R產(chǎn)生的焦耳熱為Q=8J，求該過(guò)程中ab桿下滑的距離x及通過(guò)電阻R的電量q．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

8．如圖1所示，固定兩根與水平面成θ=30°角的足夠長(zhǎng)光滑金屬導(dǎo)軌平行放置，導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)=1m，導(dǎo)軌底端接有阻值為R=1Ω的電阻，導(dǎo)軌的電阻忽略不計(jì)．整個(gè)裝置處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)軌平面斜向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T．現(xiàn)有一質(zhì)量為m=0.2kg、電阻不計(jì)的金屬棒用細(xì)繩通過(guò)光滑滑輪與質(zhì)量為M=0.5kg的物體相連，細(xì)繩與導(dǎo)軌平面平行．將金屬棒與M由靜止釋放，棒沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)距離s=2m后開始做勻速運(yùn)動(dòng)．運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，棒與導(dǎo)軌始終保持垂直接觸．（取重力加速度g=10m/s2）求：
（1）金屬棒勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度；
（2）棒從釋放到開始勻速運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱；
（3）若保持某一大小的磁感應(yīng)強(qiáng)度B1不變，取不同質(zhì)量M的物塊拉動(dòng)金屬棒，測(cè)出金屬棒相應(yīng)的做勻速運(yùn)動(dòng)的v值，得到實(shí)驗(yàn)圖象如圖2所示，請(qǐng)根據(jù)圖中的數(shù)據(jù)計(jì)算出此時(shí)的B1（結(jié)果可保留根號(hào)）；
（4）改變磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B2，B2=2B1，其他條件不變，請(qǐng)畫出相應(yīng)的v-M圖線，并請(qǐng)說(shuō)明圖線與M軸的交點(diǎn)的物理意義．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

5．如圖甲所示，兩根足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ相距為L(zhǎng)，導(dǎo)軌平面與水平面夾角為α，金屬棒ab垂直于MN、PQ放置在導(dǎo)軌上，且始終與導(dǎo)軌接觸良好，金屬棒的質(zhì)量為m，導(dǎo)軌處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的方向垂直于導(dǎo)軌平面斜向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，金屬導(dǎo)軌的上端與開關(guān)S、定值電阻R1和電阻箱R2相連．不計(jì)一切摩擦，不計(jì)導(dǎo)軌、金屬棒的電阻，重力加速度為g，現(xiàn)閉合開關(guān)S，將金屬棒由靜止釋放．
（1）判斷金屬棒ab中電流的方向；
（2）若電阻箱R2接入電路的阻值為R2=2R1，當(dāng)金屬棒下降高度為h時(shí)，速度為v，求此過(guò)程中定值電阻R1上產(chǎn)生的焦耳熱Q1；
（3）當(dāng)B=0.40T、L=0.50m、α=37°時(shí)，金屬棒能達(dá)到的最大速度vm隨電阻箱R2阻值的變化關(guān)系如圖乙所示．取g=10m/s2，sin37°=0.60，cos37°=0.80．求定值電阻的阻值R1和金屬棒的質(zhì)量m．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

6．如圖所示，cd、ef是兩根電阻不計(jì)的光滑金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌間距離為L(zhǎng)=0.5m，導(dǎo)軌所在的平面與水平面間的夾角為60°，兩導(dǎo)軌間有垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.5T，ab是質(zhì)量為m=10g，電阻R=5Ω的金屬棒，導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)，問(wèn)：
（1）若開關(guān)S斷開，將ab由靜止釋放，經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間將S接通ab將剛好做勻速運(yùn)動(dòng)．
（2）若開關(guān)S閉合，將ab由靜止開始釋放，ab上的最大熱功率多大？

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