【題目】如圖所示，光滑平行導(dǎo)軌僅其水平部分處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，金屬桿b靜止在導(dǎo)軌的水平部分上，金屬桿a沿導(dǎo)軌的弧形部分從離地h處由靜止開(kāi)始下滑，運(yùn)動(dòng)中兩桿始終與軌道垂直并接觸良好且它們之間未發(fā)生碰撞，已知a桿的質(zhì)量ma=m0，b桿的質(zhì)量mb=m0，且水平導(dǎo)軌足夠長(zhǎng).

(1)a和b的最終速度分別是多大？

(2)整個(gè)過(guò)程中回路釋放的電能是多少？

(3)若已知a、b桿的電阻之比Ra:Rb=3:4，其余電阻不計(jì)，則整個(gè)過(guò)程中a、b上產(chǎn)生的熱量分別是多少？

【答案】(1) (2)m0gh (3)m0gh

【解析】本題考查電磁感應(yīng)中的雙棒問(wèn)題，需運(yùn)用動(dòng)能定理、動(dòng)量守恒、功能關(guān)系等知識(shí)。

(1)以a為研究對(duì)象，對(duì)a沿導(dǎo)軌的弧形部分下滑h的過(guò)程應(yīng)用動(dòng)能定理可得：

a沿導(dǎo)軌的水平部分運(yùn)動(dòng)過(guò)程中切割磁感線(xiàn)，回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，a受安培力作用減速b受安培力作用加速，當(dāng)兩者速度相等時(shí)，電流為零，達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。

以a、b兩桿為系統(tǒng)，據(jù)動(dòng)量守恒可得

聯(lián)立解得：

(2)對(duì)全過(guò)程由功能關(guān)系可得，整個(gè)過(guò)程中回路釋放的電能，解得：

(3)流過(guò)a、b兩桿的電流始終相等，兩桿a、b上產(chǎn)生的熱量之比，又，解得：、

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：

【題目】如圖所示的電路中，變壓器為理想變壓器，ab接在電壓有效值不變的交流電源的兩端，R0為定值電阻，R為滑動(dòng)變阻器，現(xiàn)將變阻器的滑片從一個(gè)位置滑動(dòng)到另一位置，觀(guān)察到電流表A1的示數(shù)增大了0.2A，電流表A2的示數(shù)增大了0.8A，則下列說(shuō)法正確的是( )

A. 該變壓器起降壓作用

B. 變阻器滑片是沿d-c的方向滑動(dòng)

C. 電壓表V1示數(shù)增大

D. 電壓表V2、V3示數(shù)均增大

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】法拉第在1831年發(fā)現(xiàn)了“磁生電”現(xiàn)象。如圖，他把兩個(gè)線(xiàn)圈繞在同一個(gè)軟鐵環(huán)上，線(xiàn)圈A和電池連接，線(xiàn)圈B用導(dǎo)線(xiàn)連通，導(dǎo)線(xiàn)下面平行放置一個(gè)小磁針。實(shí)驗(yàn)中可能觀(guān)察到的現(xiàn)象是

A. 只要A線(xiàn)圈中電流足夠強(qiáng)，小磁針就會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)

B. A線(xiàn)圈接通后，線(xiàn)圈B匝數(shù)較少時(shí)小磁針不偏轉(zhuǎn)，匝數(shù)足夠多時(shí)小磁針會(huì)偏轉(zhuǎn)

C. 線(xiàn)圈A和電池接通瞬間，小磁針會(huì)偏轉(zhuǎn)

D. 線(xiàn)圈A和電池?cái)嚅_(kāi)瞬間，小磁針不偏轉(zhuǎn)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】平拋運(yùn)動(dòng)可以分解為水平方向的勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)和豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)，在同一坐標(biāo)系中作出兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的v-t圖線(xiàn)，如圖所示，則以下說(shuō)法正確的是

A. 圖線(xiàn)1表示水平分運(yùn)動(dòng)的v-t圖線(xiàn)

B. 圖線(xiàn)2表示水平分運(yùn)動(dòng)的v-t圖線(xiàn)

C. 若用量角器測(cè)得圖線(xiàn)2傾角為θ，當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹?/span>g，則一定有tanθ=g

D. t1時(shí)刻物體的速度方向與初速度方向夾角為45°

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，水平面上放有三個(gè)木塊A、B、C，質(zhì)量均為m=1kg，A、C與地面間的接觸面光滑，B與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.1，A、B之間用輕彈簧相連，B、C之間用輕繩相連�，F(xiàn)在給C一個(gè)水平向右的大小為4N的拉力F，使A、B、C三個(gè)木塊一起以相同的加速度向右做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。某一時(shí)刻撤去拉力F，則撤去力F的瞬間，輕繩中的張力T為(重力加速度g=10m/s2)

A. 0 B. 1N C. 2N D. 3N

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖甲所示，在距離地面高度為h=0.80m的平臺(tái)上有一輕質(zhì)彈簧，其左端固定于豎直擋板上，右端與質(zhì)量m=0.50kg、可看作質(zhì)點(diǎn)的物塊相接觸(不粘連)，OA段粗糙且長(zhǎng)度等于彈簧原長(zhǎng)，其余位置均無(wú)阻力作用。物塊開(kāi)始靜止于A點(diǎn)，與OA段的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.50。現(xiàn)對(duì)物塊施加一個(gè)水平向左的外力F，大小隨位移x變化關(guān)系如圖乙所示。物塊向左運(yùn)動(dòng)x=0.40m到達(dá)B點(diǎn)，到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度為零，隨即撤去外力F，物塊在彈簧彈力作用下向右運(yùn)動(dòng)，從M點(diǎn)離開(kāi)平臺(tái)，落到地面上N點(diǎn)，取g=10m/s2，求：

(1)彈簧被壓縮過(guò)程中具有的最大彈性勢(shì)能。

(2)MN的水平距離。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】一質(zhì)點(diǎn)做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的v-t圖象如圖所示。下列說(shuō)法正確的是

A. 質(zhì)點(diǎn)在0~1s內(nèi)的位移小于在1s~2s內(nèi)的位移

B. 質(zhì)點(diǎn)在1s~2s內(nèi)的加速度越來(lái)越小

C. 質(zhì)點(diǎn)在1s~2s內(nèi)的平均速度大于15m/s

D. 質(zhì)點(diǎn)在3s末回到出發(fā)點(diǎn)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，一導(dǎo)線(xiàn)彎成半徑為a的半圓形閉合回路．虛線(xiàn)MN右側(cè)有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向垂直于回路所在的平面．回路以速度v向右勻速進(jìn)入磁場(chǎng)，直徑CD始終與MN垂直．從D點(diǎn)到達(dá)邊界開(kāi)始到C點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)為止，下列結(jié)論正確的是（ ）

A. 感應(yīng)電流方向不變

B. CD段直導(dǎo)線(xiàn)始終不受安培力

C. 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值Em＝Bav

D. 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)平均值

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】單縫衍射實(shí)驗(yàn)中所產(chǎn)生圖樣的中央亮條紋寬度的一半與單縫寬度、光的波長(zhǎng)、縫屏距離的關(guān)系，和雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中所產(chǎn)生圖樣的相鄰兩亮條紋間距與雙縫間距、光的波長(zhǎng)、縫屏距離的關(guān)系相同。利用單縫衍射實(shí)驗(yàn)可以測(cè)量金屬的線(xiàn)膨脹系數(shù)，線(xiàn)膨脹系數(shù)是表征物體受熱時(shí)長(zhǎng)度增加程度的物理量。下圖是實(shí)驗(yàn)的示意圖，擋光片A固定，擋光片B放置在待測(cè)金屬棒上端，A、B間形成平直的狹縫，激光通過(guò)狹縫，在光屏上形成衍射圖樣，溫度升高，金屬棒碰撞使得狹縫寬度發(fā)生變化，衍射圖樣也隨之發(fā)生變化。在激光波長(zhǎng)已知的情況下，通過(guò)測(cè)量縫屏距離和中央亮條紋寬度，可算出狹縫寬度及變化，進(jìn)而計(jì)算出金屬的線(xiàn)膨脹系數(shù)。下列說(shuō)法正確的是（ ）

A. 使用激光波長(zhǎng)越短，其它實(shí)驗(yàn)條件不變，中央亮條紋寬度越寬

B. 相同實(shí)驗(yàn)條件下，金屬的膨脹量越大，中央亮條紋寬度越窄

C. 相同實(shí)驗(yàn)條件下，中央亮條紋寬度變化越大，說(shuō)明金屬膨脹量越大

D. 狹縫到光屏距離越大，其它實(shí)驗(yàn)條件相同，測(cè)得金屬的線(xiàn)膨脹系數(shù)越大

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