【題目】如圖所示，兩根足夠長(zhǎng)的平行光滑金屬導(dǎo)軌MN、PQ相距L=1m，上端連接一個(gè)阻值R=1Ω的電阻，導(dǎo)軌平面與水平面夾角，長(zhǎng)為L的金屬棒ab垂直于MN、PQ放置在導(dǎo)軌上，且始終與導(dǎo)軌接觸良好，整個(gè)裝置處在垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。已知金屬棒ab的質(zhì)量為m=2kg、阻值，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T，重力加速度g=10m/s2，導(dǎo)軌電阻不計(jì)。現(xiàn)閉合開關(guān)，金屬棒ab從靜止開始運(yùn)動(dòng)，若金屬棒下滑距離為s=50m時(shí)速度恰達(dá)到最大（sin=0.6，cos=0.8），求：

(1)金屬棒剛開始運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度；

(2)金屬棒的最大速度；

(3)金屬棒由靜止開始下滑位移為s的過(guò)程中，金屬棒上產(chǎn)生的焦耳熱。

【答案】(1)6m/s2；(2)12m/s；(3)24J

【解析】

(1)設(shè)金屬棒開始時(shí)的加速度為，根據(jù)牛頓第二定律

解得金屬棒剛開始運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度

m/s2

(2)金屬棒在運(yùn)動(dòng)中受到的安培力、通過(guò)的電流、產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)分別為

根據(jù)牛頓第二定律得

導(dǎo)體棒向下做加速度減小變加速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)時(shí)有最大速度，代入數(shù)據(jù)解得

=24m/s

(3)從開始運(yùn)動(dòng)到有最大速度，設(shè)導(dǎo)體棒克服安培力做功為W，該過(guò)程由動(dòng)能定理得

代入數(shù)據(jù)解得24J，整個(gè)回路產(chǎn)生的焦耳熱等于導(dǎo)體棒克服安培力做功，即

由于金屬棒電阻R′=R，所以金屬棒上產(chǎn)生的焦耳熱

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，光滑的水平平行金屬導(dǎo)軌間距為L，導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì)。空間存在垂直于導(dǎo)軌平面豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。輕質(zhì)導(dǎo)體棒ab垂直導(dǎo)軌放置，導(dǎo)體棒ab的電阻為r，與導(dǎo)軌之間接觸良好。兩導(dǎo)軌之間接有定值電阻，其阻值為R，輕質(zhì)導(dǎo)體棒中間系一輕細(xì)線，細(xì)線通過(guò)定滑輪懸掛質(zhì)量為m的物體，現(xiàn)從靜止釋放該物體，當(dāng)物體速度達(dá)到最大時(shí)，下落的高度為h。在本問(wèn)題情景中，物體下落過(guò)程中不著地，導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)，忽略空氣阻力和一切摩擦阻力，重力加速度為g。求：

（1)物體下落過(guò)程的最大速度vm；

（2）物體從靜止開始下落至速度達(dá)到最大的過(guò)程中，電阻R上產(chǎn)生的電熱Q；

（3）物體從靜止開始下落至速度達(dá)到最大時(shí)，所需的時(shí)間t。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】甲、乙兩車在平直公路上同向行駛時(shí)的v-t圖像如圖所示，t0時(shí)刻，兩車并排行駛，下列說(shuō)法正確的是（　�。�

A.t=0時(shí)，甲車在乙車前0.68 v0t0

B.兩車速度相等的時(shí)刻為1.2t0

C.兩車再次并排行駛的時(shí)刻為1.4t0

D.兩車兩次并排行駛的位置之間沿公路方向的距離為0.04v0t0

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，一圓柱形絕熱汽缸豎直放置，通過(guò)絕熱活塞封閉著一定質(zhì)量的理想氣體，活塞的質(zhì)量為m，橫截面積為S，與汽缸底部相距高度為h，此時(shí)封閉氣體的溫度為T�，F(xiàn)通過(guò)很細(xì)電熱絲緩慢加熱氣體，電熱絲產(chǎn)生熱量全部被氣體吸收，電熱絲兩端電壓為U，通過(guò)它的電流為I。經(jīng)過(guò)時(shí)間t時(shí)，氣體溫度上升到1.5T。已知大氣壓強(qiáng)為p0，重力加速度為g，不計(jì)活塞與汽缸的摩擦，求：

①加熱后活塞到汽缸底部的距離；

②加熱過(guò)程中氣體的內(nèi)能增加量。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】一物體放在傾角為θ且足夠長(zhǎng)的光滑斜面上，初始位置如圖甲所示，在平行于斜面的力F的作用下由靜止開始沿斜面運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中物體的機(jī)械能E隨位置x的變化關(guān)系如圖乙所示。其中0~x1過(guò)程的圖線是曲線，x1~x2過(guò)程的圖線是平行于x軸的直線，x2~x3過(guò)程的圖線是傾斜的直線，則下列說(shuō)法正確的是（　�。�

A.在0~x1的過(guò)程中，力F逐漸變小

B.在0~x1的過(guò)程中，物體的加速度逐漸減小

C.在x1~x2過(guò)程中，物體的動(dòng)能越來(lái)越大

D.在0~x3的過(guò)程中，物體的速度方向先向下再向上

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】一列簡(jiǎn)諧橫波在t=ls時(shí)的波形圖如圖所示，a、b、c分別為介質(zhì)中的三個(gè)質(zhì)點(diǎn)，其平衡位置分別為xa=0.5m、xb=2.0m、xc=3.5m。此時(shí)質(zhì)點(diǎn)b正沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，且在t=l.5s時(shí)第一次運(yùn)動(dòng)到波谷。則下列說(shuō)法正確的是 。

A.該波沿x軸正方向傳播

B.該波的傳播速度大小為1m/s

C.質(zhì)點(diǎn)a與質(zhì)點(diǎn)c的速度始終大小相等、方向相反

D.每經(jīng)過(guò)2s，質(zhì)點(diǎn)a通過(guò)的路程都為1.6m

E.質(zhì)點(diǎn)c的振動(dòng)方程為

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】I、II兩種單色光組成的光束從水進(jìn)入空氣時(shí)，其折射光線如圖所示，則（ ）

A. 這兩束光的光子動(dòng)量pIpII、能量EIEII

B. 用I、II兩束光先后照射同一雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置，干涉條紋間距xIxII

C. 用I、II兩束光同時(shí)照射雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置，在觀察屏上也會(huì)出現(xiàn)干涉條紋

D. 用I、II兩束光先后照射某金屬，I光照射時(shí)恰能逸出光電子，II光照射時(shí)也能逸出光電子

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，在直角坐標(biāo)系xOy的第一象限內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于xOy面向里，第四象限內(nèi)存在沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E，磁場(chǎng)與電場(chǎng)圖中均未畫出。一質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的粒子自y軸的P點(diǎn)沿x軸正方向射入第四象限，經(jīng)x軸上的Q點(diǎn)進(jìn)入第一象限。已知P點(diǎn)坐標(biāo)為（0，-l），Q點(diǎn)坐標(biāo)為（2l，0），不計(jì)粒子重力。

(1)求粒子經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)時(shí)速度的大小和方向；

(2)若粒子在第一象限的磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后以垂直y軸的方向進(jìn)入第二象限，求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，一上端開口、內(nèi)壁光滑的圓柱形絕熱氣缸豎直放置在水平地面上，一厚度、質(zhì)量均不計(jì)的絕熱活塞將一定量的理想氣體封閉在氣缸內(nèi)。氣缸頂部有厚度不計(jì)的小卡環(huán)可以擋住活塞。初始時(shí)，底部閥門關(guān)閉，缸內(nèi)氣體體積為氣缸容積的，溫度為280K。已知外界大氣壓強(qiáng)恒為p0�，F(xiàn)通過(guò)電熱絲加熱，使缸內(nèi)氣體溫度緩慢上升到400K。

(i)求此時(shí)缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)；

(ii)打開閥門，保持缸內(nèi)氣體溫度為400K不變，求活塞緩慢回到初始位置時(shí)，缸內(nèi)剩余氣體質(zhì)量與打開閥門前氣體總質(zhì)量之比。

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