【題目】如圖所示，一對平行的粗糙金屬導(dǎo)軌固定于同一水平面上，導(dǎo)軌間距L=0.2m，左端接有阻值R=0.3的電阻，右側(cè)平滑連接一對彎曲的光滑軌道。水平導(dǎo)軌的整個(gè)區(qū)域內(nèi)存在豎直向上的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=2.0T。一根質(zhì)量m=0.4kg，電阻r=0.1的金屬棒ab垂直放置于導(dǎo)軌上，在水平向右的恒力F作用下從靜止開始運(yùn)動(dòng)，當(dāng)金屬棒通過位移x=9m時(shí)離開磁場，在離開磁場前已達(dá)到最大速度。當(dāng)金屬棒離開磁場時(shí)撤去外力F，接著金屬棒沿彎曲軌道上升到最大高度h=0.8m處。已知金屬棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.1，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，棒在運(yùn)動(dòng)過程中始終與軌道垂直且與軌道保持良好接觸，取g =10m/s2。求：

（1）金屬棒運(yùn)動(dòng)的最大速率v ；

（2）金屬棒在磁場中速度為時(shí)的加速度大�。�

（3）金屬棒在磁場區(qū)域運(yùn)動(dòng)過程中，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱。

【答案】(1) (2) 2m/s2（3）

【解析】(1)金屬棒從出磁場到達(dá)彎曲軌道最高點(diǎn)，根據(jù)機(jī)械能守恒定律，

解得：

(2) 金屬棒在磁場中做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，設(shè)回路中的電流為I，

則

由平衡條件可得 ：

金屬棒速度為時(shí)，設(shè)回路中的電流為，則

由牛頓第二定律得

解得 a ＝ 2m/s2

（3）設(shè)金屬棒在磁場中運(yùn)動(dòng)過程中，回路中產(chǎn)生的焦耳熱為Q，

根據(jù)功能關(guān)系：

則電阻R上的焦耳熱：

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】2022年第24屆冬季奧林匹克運(yùn)動(dòng)會(huì)將在中國舉行，跳臺(tái)滑雪是其中最具觀賞性的項(xiàng)目之一。跳臺(tái)滑雪賽道可簡化為助滑道、著陸坡、停止區(qū)三部分，如圖所示。一次比賽中，質(zhì)量m的運(yùn)動(dòng)員從A處由靜止下滑，運(yùn)動(dòng)到B處后水平飛出，落在了著陸坡末端的C點(diǎn)，滑入停止區(qū)后，在與C等高的D處速度減為零。已知B、C之間的高度差為h，著陸坡的傾角為θ，重力加速度為g。只考慮運(yùn)動(dòng)員在停止區(qū)受到的阻力，不計(jì)其他能量損失。由以上信息可以求出

A. 運(yùn)動(dòng)員在空中飛行的時(shí)間

B. A、B之間的高度差

C. 運(yùn)動(dòng)員在停止區(qū)運(yùn)動(dòng)過程中克服阻力做功

D. C、D兩點(diǎn)之間的水平距離

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】小明測定干電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻，實(shí)驗(yàn)室有如下實(shí)驗(yàn)器材：

干電池一節(jié)(電動(dòng)勢約為1.5V)

量程為3.0V的電壓表V1

量程為15V的電壓表V2

量程為0.6A的電流表A1

量程為3.0A的電流表A2

最大阻值為20Ω的滑動(dòng)變阻器R1

最大阻值為100Ω的滑動(dòng)變阻器R2

開關(guān)一個(gè)，導(dǎo)線若干。

根據(jù)所學(xué)的知識回答下列問題：

（1）為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，實(shí)驗(yàn)中電壓表應(yīng)選擇__________（填“V1”或“V2”）；電流表應(yīng)選擇_______（填“A1”或“A2”）；滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇__________（填“R1”或“R2”）。

（2）考慮到電壓表和電流表內(nèi)阻對電路的影響，本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)誤差產(chǎn)生的主要原因是___________（填“電流表分壓”或“電壓表分流”）

（3）將如圖所示中的器材，在實(shí)物圖中用筆畫線代替導(dǎo)線，將電路連接線補(bǔ)充完整_________。

（4）根據(jù)實(shí)驗(yàn)中電流表和電壓表的示數(shù)得到了如圖所示的U－I圖象，則干電池的電動(dòng)勢E=__V，內(nèi)電阻r=____Ω。（保留兩位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示為打彈珠的游戲裝置，光滑豎直細(xì)管 AB 位于平臺(tái)下方，高度為 4h，直管底部有一豎直輕彈簧，其長度遠(yuǎn)小于 4h。平臺(tái)上方 BC 段為一光滑的圓弧管型軌道，其半徑為 h，管自身粗細(xì)對半徑的影響可忽略不計(jì)。現(xiàn)拉動(dòng)拉桿壓縮彈簧，再釋放拉桿將一質(zhì)量為 m 的小球彈出，小球彈出后從管口 C 水平飛出，落至平臺(tái)上，落點(diǎn)距管口C的水平距離為 10h，不計(jì)一切阻力，重力加速度為 g，試求：

（1）小球從管口 C 飛出時(shí)的速度；

（2）彈簧被壓縮后具有的彈性勢能；

（3）若平臺(tái)上方圓弧軌道的半徑可調(diào)，且保證每次拉動(dòng)拉桿壓縮彈簧的形變量為定值，則當(dāng)圓弧軌道半徑為何值時(shí)，小球從管口飛出后距管口 C 的水平距離最大？最大值是多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，用絕緣細(xì)線懸掛一個(gè)導(dǎo)線框，導(dǎo)線框是由兩同心半圓弧導(dǎo)線和直導(dǎo)線ab、cd（ab、cd在同一條水平直線上）連接而成的閉合回路，導(dǎo)線框中通有圖示方向的電流，處于靜止?fàn)顟B(tài)。在半圓弧導(dǎo)線的圓心處沿垂直于導(dǎo)線框平面的方向放置一根長直導(dǎo)線P．當(dāng)P中通以方向向外的電流時(shí)

A．導(dǎo)線框?qū)⑾蜃髷[動(dòng)

B．導(dǎo)線框?qū)⑾蛴覕[動(dòng)

C．從上往下看，導(dǎo)線框?qū)㈨槙r(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)

D．從上往下看，導(dǎo)線框?qū)⒛鏁r(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示的裝置可繞豎直軸OO′轉(zhuǎn)動(dòng)，可視為質(zhì)點(diǎn)的小球A與細(xì)線1、2連接后分別系于B、C兩點(diǎn)，裝置靜止時(shí)細(xì)線1水平，細(xì)線2與豎直方向的夾角θ＝37°.已知小球的質(zhì)量m＝1 kg，細(xì)線2長l＝1 m，B點(diǎn)距C點(diǎn)的水平和豎直距離相等．重力加速度g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8.

(1)若裝置勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為ω1時(shí)，細(xì)線1上的張力為零而細(xì)線2與豎直方向的夾角仍為37°，求角速度ω1的大��；

(2)若裝置勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω2＝ rad/s，求細(xì)線2與豎直方向的夾角．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】用電流表和電壓表測干電池的電動(dòng)勢和內(nèi)電阻。提供的器材如下：

A．電流表（，內(nèi)阻約）

B．電壓表（，內(nèi)阻約為）

C．滑動(dòng)變阻器（，）

D．滑動(dòng)變阻器（，）

E．狀態(tài)近似相同的干電池二節(jié)，開關(guān)及導(dǎo)線若干

（1）實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器選______（選填“”或“” ；

（2）下面是小張同學(xué)連接成的測量電路，閉合開關(guān)前老師檢查發(fā)現(xiàn)圖甲中標(biāo)示的①、②、③條接線中有一處錯(cuò)誤，錯(cuò)誤的連線是______（選填“①”“②”或“③”；

（3）小張正確連線后，測得6組電流和電壓的值，并描點(diǎn)如圖乙所示，請你按照這些實(shí)驗(yàn)值作出圖線______，由此圖線所得的每節(jié)干電池電動(dòng)勢______V，每節(jié)干電池的內(nèi)阻______。（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場中，實(shí)線MN是一條方向未標(biāo)出的電場線，虛線AB是一個(gè)電子只在靜電力作用下的運(yùn)動(dòng)軌跡。設(shè)電子在A、B兩點(diǎn)的加速度大小分別為aA、aB，電勢能分別為EpA、EpB。下列說法正確的是： （ ）

A. 電子一定從A向B運(yùn)動(dòng)

B. 若aA>aB，則Q靠近M端且為正電荷

C. 無論Q為正電荷還是負(fù)電荷一定有EpA<EpB

D. B點(diǎn)電勢可能高于A點(diǎn)電勢

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場共存的區(qū)域內(nèi)，電場的場強(qiáng)為E，方向豎直向上，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直于紙面向里，一質(zhì)量為m的帶電粒子，在場區(qū)內(nèi)的一豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，則下列說法中正確的是

A.粒子在運(yùn)動(dòng)過程中速率不變

B.帶有電荷量為的負(fù)電荷

C.粒子沿圓周逆時(shí)針運(yùn)動(dòng)

D.粒子沿圓周順時(shí)針運(yùn)動(dòng)

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同步練習(xí)冊答案