【題目】研究小組同學(xué)在學(xué)習(xí)了電磁感應(yīng)知識后，進(jìn)行了如下的實驗探究（如圖所示）：兩個足夠長的平行導(dǎo)軌（MNPQ與M1P1Q1）間距L=0.2m，光滑傾斜軌道和粗糙水平軌道圓滑連接，水平部分長短可調(diào)節(jié)，傾斜軌道與水平面的夾角θ=37°．傾斜軌道內(nèi)存在垂直斜面方向向上的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T，NN1右側(cè)沒有磁場；豎直放置的光滑半圓軌道PQ、P1Q1分別與水平軌道相切于P、P1，圓軌道半徑r1=0．lm，且在最高點(diǎn)Q、Q1處安裝了壓力傳感器．金屬棒ab質(zhì)量m=0.0lkg，電阻r=0.1Ω，運(yùn)動中與導(dǎo)軌有良好接觸，并且垂直于導(dǎo)軌；定值電阻R=0.4Ω，連接在MM1間，其余電阻不計：金屬棒與水平軌道間動摩擦因數(shù)μ=0.4．實驗中他們驚奇地發(fā)現(xiàn)：當(dāng)把NP間的距離調(diào)至某一合適值d，則只要金屬棒從傾斜軌道上離地高h=0.95m及以上任何地方由靜止釋放，金屬棒ab總能到達(dá)QQ1處，且壓力傳感器的讀數(shù)均為零．取g=l0m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8．則：

（1）金屬棒從0.95m高度以上滑下時，試定性描述金屬棒在斜面上的運(yùn)動情況，并求出它在斜面上運(yùn)動的最大速度；

（2）求從高度h=0.95m處滑下后電阻R上產(chǎn)生的熱量；

（3）求合適值d．

【答案】（1）3m/s；（2）0.04J；（3）0.5m．

【解析】

（1）導(dǎo)體棒在斜面上由靜止滑下時，受重力、支持力、安培力，當(dāng)安培力增加到等于重力的下滑分量時，加速度減小為零，速度達(dá)到最大值；根據(jù)牛頓第二定律，有：

安培力：

聯(lián)立解得：

（2）根據(jù)能量守恒定律，從高度h=0.95m處滑下后回路中上產(chǎn)生的熱量：

故電阻R產(chǎn)生的熱量為：

（3）對從斜面最低點(diǎn)到圓軌道最高點(diǎn)過程，根據(jù)動能定理，有：①

在圓軌道的最高點(diǎn)，重力等于向心力，有：②

聯(lián)立①②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】如圖所示，一圓柱形簡內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場，該筒橫截面的半徑為R，磁場方向垂直于橫藏面向里，圖中直徑MN的兩端分別開有小孔，在該截面內(nèi)，有質(zhì)量為m、電荷量為q的帶負(fù)電的粒子從M端的小孔射入簡內(nèi)，射入時的速度方向與MN成角。當(dāng)圓簡繞其中心軸以角速度w順時針轉(zhuǎn)動角時，該粒子恰好飛出圓筒。不計粒子重力，粒子在筒內(nèi)未與簡壁發(fā)生碰撞，則下列說法正確的是　　

A. 筒內(nèi)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為

B. 筒內(nèi)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為

C. 粒子飛入的速度大小為

D. 粒子飛入的速度大小為Rw

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】現(xiàn)要測量某小量程電流表的內(nèi)阻，其內(nèi)阻在8Ω～10Ω之間，要求測量多組數(shù)據(jù)，且各電表指針最大偏轉(zhuǎn)均能超過其滿偏刻度的，可選用的器材如下：

A.待測電流表A（量程10mA）

B.電壓表V（量程3V，內(nèi)阻約3kΩ）

C.電流表A0（量程5mA，內(nèi)阻）

D.滑動變阻器R1（最大電阻5Ω，滑片可滑動的最大距離10cm）

E.滑動變阻器R2（最大電阻10Ω，滑片可滑動的最大距離50cm）

F.定值電阻R3（阻值20Ω）

G.電源E（電動勢1.5V）

H.開關(guān)S及導(dǎo)線若干

（1）器材選擇時，在電壓表V和電流表A0中，應(yīng)選_______（填“V”或“A0”），為便于調(diào)節(jié)，滑動變阻器應(yīng)選_________（填“R1”或“R2”）；

（2）請在方框內(nèi)畫出實驗電路圖_________；

（3）實驗中，若測得待測電流表A的示數(shù)為I，另一電表的示數(shù)為k，則待測電流表A內(nèi)阻的表達(dá)式為r=__________.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲所示，輕彈簧豎直放置，下端固定在水平地面上．一質(zhì)量為m的小球，從離彈簧上端高h處由靜止釋放，某同學(xué)在研究小球落到彈簧后向下運(yùn)動到最低點(diǎn)的過程，他以小球開始下落的位置為原點(diǎn)，沿豎直向下方向建立坐標(biāo)軸Ox，做出小球所受彈力F大小隨小球下落的位置坐標(biāo)x的變化關(guān)系如圖乙所示．不計空氣阻力，重力加速度為g．以下判斷正確的是

A. 當(dāng)x=h+x0，重力勢能與彈性勢能之和最小

B. 小球到達(dá)最低點(diǎn)的坐標(biāo)為x=h+2x0

C. 小球受到的彈力最大值大于2mg

D. 小球動能的最大值為mgh+mgx0

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在粗糙的水平地面上，一個質(zhì)量為m的物體在水平恒力F作用下由靜止開始運(yùn)動，經(jīng)過時間t后，速度為v，如果要使物體的速度由0增加到2v，可采用的做法是

A.將水平恒力增到2F，其他條件不變

B.將時間增到2t，其他條件不變

C.將物體的質(zhì)量減為原來的，其他條件不變

D.將物體的質(zhì)量、水平拉力都同時增加為原來的2倍

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】該同學(xué)用打點(diǎn)計時器測量做勻加速直線運(yùn)動的物體的加速度，電源頻率f＝50 Hz，在紙帶上打出的點(diǎn)中，選出零點(diǎn)，每隔4個點(diǎn)取1個計數(shù)點(diǎn)，因保存不當(dāng)，紙帶被污染，如圖所示，A、B、C、D是依次排列的4個計數(shù)點(diǎn)，僅能讀出其中3個計數(shù)點(diǎn)到零點(diǎn)的距離：xA＝16.6 mm、xB＝126.5 mm、xD＝624.5 mm.若無法再做實驗，可由以上信息推知：

（1）相鄰兩計數(shù)點(diǎn)的時間間隔為____ s；

（2）打C點(diǎn)時物體的速度大小為________ m/s(取2位有效數(shù)字)；

（3）物體的加速度大小為__________________________(用xA、xB、xD和f表示)．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，表面光滑的固定斜面頂端安裝一定滑輪，小物塊A.B用輕繩連接并跨過 滑輪（不計滑輪的質(zhì)量和摩擦）.初始時刻,A、B處于同一高度并恰好處于靜止?fàn)顟B(tài).剪斷輕繩后A下落、B沿斜面下滑，則從剪斷輕繩到物塊著地，兩物塊

A.落地時的速率相同

B.重力的沖量相同

C.重力勢能的變化量相同

D.重力做功的平均功率相同

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，豎直固定放置的粗糙斜面AB的下端與光滑的圓弧軌道BCD在B點(diǎn)相切，圓弧軌道的半徑為R，圓心O與A、D在同一水平面上，C點(diǎn)為圓弧軌道最低點(diǎn)，∠COB==30°。現(xiàn)使一質(zhì)量為m的小物塊從D點(diǎn)無初速度地釋放，小物塊與粗糙斜面AB間的動摩擦因數(shù)μ<tan，則關(guān)于小物塊的運(yùn)動情況，下列說法正確的是

A、小物塊可能運(yùn)動到A

B、小物塊經(jīng)過較長時間后會停在C點(diǎn)

C、小物塊通過圓弧軌道最低點(diǎn)C時，對C點(diǎn)的最大壓力大小為3mg

D、小物塊通過圓弧軌道最低點(diǎn)C時，對C點(diǎn)的最小壓力大小為

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在光滑水平面上，木塊A的質(zhì)量，木塊B的質(zhì)量，質(zhì)量的木塊C置于足夠長的木塊B上，B、C之間用一輕彈簧相拴接并且接觸面光滑。開始時B、C靜止，A以的初速度向右運(yùn)動，與B碰撞后B的速度為3 m/s，碰撞時間極短。求：

（1）A、B碰撞后A的速度;

（2）彈簧長度第一次最短時B、C的速度分別是多少。

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