【題目】如圖（a）所示，光滑且足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌 MN、PQ 固定在同一平面內(nèi)，與水平面的夾角 為 37°，兩導(dǎo)軌間距 L=0.3m。導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì)，其間連接有固定電阻 R=1.0Ω。導(dǎo)軌上有一質(zhì)量 m=0.2kg、電阻 r=0.2Ω 的金屬桿 ab，整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度 B=0.5T 的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直斜面向下。利用沿斜面方向外力 F 拉金屬桿 ab，使之由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，電壓傳感器可將 R 兩端的電壓 U 即時(shí)采集并輸入計(jì)算機(jī)，獲得電壓 U 隨時(shí)間 t 變化的關(guān)系如圖（b）所示：（g 取 10m/s2， sin 37° 0.6 ， cos37° 0.8）

(1)證明金屬桿做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，并計(jì)算加速度的大��；

(2)求第 4s 末外力 F 的瞬時(shí)功率；

(3)如果外力從靜止開(kāi)始拉動(dòng)桿 4s 所做的功為 4.2J，求回路中電阻 R 上產(chǎn)生的焦耳熱（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。

【答案】(1)證明過(guò)程見(jiàn)解析，；(2)；(3)

【解析】

(1)假設(shè)導(dǎo)體棒做勻加速運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

根據(jù)分壓規(guī)律可知電壓傳感器的示數(shù)

根據(jù)圖像可知斜率大小為

解得

加速度恒定為，假設(shè)成立。

(2)導(dǎo)體棒末的安培力大小

對(duì)導(dǎo)體棒應(yīng)用牛頓第二定律

解得

則瞬時(shí)功率

(3)應(yīng)用動(dòng)能定理

物體上升高度

導(dǎo)體棒和電阻串聯(lián)，根據(jù)焦耳定律可知

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】中國(guó)核學(xué)會(huì)發(fā)布消息稱，截至201 9年6月底，中國(guó)大陸在運(yùn)核電機(jī)組47臺(tái)，裝機(jī)容量4873萬(wàn)千瓦，位居全球第三。鈾核（）是獲得核能的主要原料之一，其中一種核反應(yīng)方程為并釋放核能，下列說(shuō)法正確的是（　　）

A.該核反應(yīng)是重核裂變，產(chǎn)物的結(jié)合能之和大于鈾核（）的結(jié)合能

B.該核反應(yīng)在中子的轟擊下發(fā)生，核反應(yīng)為人工轉(zhuǎn)變

C.X原子核中的核子數(shù)為140個(gè)，中子數(shù)為84個(gè)

D.因?yàn)榱炎儠r(shí)釋放能量，根據(jù)E=mc2，所以裂變后的總質(zhì)量數(shù)減少

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，從點(diǎn)光源S發(fā)出的一束復(fù)色光，以一定的角度入射到玻璃三棱鏡的表面，經(jīng)過(guò)三棱鏡的兩次折射后分為a、b兩束光。下面的說(shuō)法中正確的是（　 　）

A.在三棱鏡中a光的傳播速率小于b光的傳播速率

B.若從同一介質(zhì)射入真空，發(fā)生全反射時(shí)a光的臨界角比b光大

C.通過(guò)同一雙縫干涉裝置產(chǎn)生的干涉條紋的間距Δxa<Δxb

D.a、b兩束光分別照射到同種金屬上，測(cè)得相應(yīng)的遏止電壓分別為Ua和Ub，Ua<Ub

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，傾角θ＝30°的粗糙斜面固定在地面上，長(zhǎng)為L、質(zhì)量為m、粗細(xì)均勻、質(zhì)量分布均勻的軟繩置于斜面上，其上端與斜面頂端齊平。用細(xì)線將物塊與軟繩相連，物塊由靜止釋放后向下運(yùn)動(dòng)，直到軟繩剛好全部離開(kāi)斜面（此時(shí)物塊未到達(dá)地面），在此過(guò)程中（　 ）

A.物塊的機(jī)械能逐漸增加

B.軟繩的重力勢(shì)能共減少了，其機(jī)械能一定減少

C.物塊重力勢(shì)能的減少小于二者增加的動(dòng)能與軟繩克服摩擦力所做功的和

D.軟繩重力勢(shì)能的減少等于軟繩動(dòng)能的增加與軟繩克服摩擦力所做的功之和

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，在一塊平板玻璃上放置一平凸薄透鏡，在兩者之間形成厚度不均勻的空氣膜，讓一束單色光垂直入射到該裝置上，結(jié)果在上方觀察到同心圓環(huán)狀干涉條紋，稱為牛頓環(huán)。以下說(shuō)法正確的是（　�。�

A.干涉現(xiàn)象是凸透鏡下表面反射光和凸透鏡上表面反射光疊加形成的

B.干涉現(xiàn)象是凸透鏡上表面反射光和玻璃上表面反射光疊加形成的

C.形成的干涉條紋是不等間距的

D.若將該裝置放到真空中觀察，就無(wú)法看到牛頓環(huán)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，定滑輪通過(guò)細(xì)繩OO 連接在天花板上，跨過(guò)定滑輪的細(xì)繩兩端連接帶電小球A、B，其質(zhì)量分別為m1 、 m2 （ m1 m2 ）。調(diào)節(jié)兩小球的位置使二者處于靜止?fàn)顟B(tài)，此時(shí)OA、OB 段繩長(zhǎng)分別為l1、l2 ，與豎直方向的夾角分別為、 。已知細(xì)繩絕緣且不可伸長(zhǎng)， 不計(jì)滑輪大小和摩擦。則下列說(shuō)法正確的是（　�。�

A.

B.l1∶l2 m2∶ m1

C.若僅增大 B 球的電荷量，系統(tǒng)再次靜止，則 OB 段變長(zhǎng)

D.若僅增大 B 球的電荷量，系統(tǒng)再次靜止，則 OB 段變短

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示為一水平皮帶運(yùn)輸機(jī)，現(xiàn)在令皮帶上只允許有一袋水泥，人將一袋水泥無(wú)初速度地放在皮帶左端，水泥相對(duì)于皮帶滑動(dòng)時(shí)可在皮帶上劃出痕跡，皮帶足夠長(zhǎng)，水泥袋在運(yùn)行過(guò)程中最終都會(huì)與皮帶達(dá)到共速，皮帶右面有一半徑為R的光滑豎直半圓軌道，軌道的最低點(diǎn)與皮帶相切，最高點(diǎn)為A。已知水泥的質(zhì)量為m，重力加速度為g，水泥可當(dāng)做質(zhì)點(diǎn)，水泥和皮帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ。

(1)若水泥從放到皮帶上到相對(duì)傳送帶靜止所用時(shí)間為t，求電動(dòng)機(jī)由于傳送水泥多消耗的電能；

(2)若要水泥沿豎直半圓軌道到達(dá)A點(diǎn)，求皮帶運(yùn)行速度滿足的條件。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，傾角為α=37°的斜面固定在水平地面上，一質(zhì)量m=1kg的小滑塊以速度v0=5m/s從底端滑上斜面．經(jīng)0.5s時(shí)的速度為零，斜面足夠長(zhǎng)．g取10m/s2．（sin37°=0.6，cos37°=0.8）求

（1）滑塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)；

（2）1s時(shí)的位移．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，在豎直平面內(nèi)有一半徑為R的圓弧軌道，半徑OC水平、OB豎直，一個(gè)質(zhì)量為m的小球自C的正上方A點(diǎn)由靜止開(kāi)始自由下落，小球沿軌道到達(dá)最高點(diǎn)B時(shí)恰好對(duì)軌道沒(méi)有壓力。已知AC=3R，重力加速度為g，則小球從A到B的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中（　　）

A.重力做功3mgR

B.機(jī)械能減少

C.合外力做功

D.克服摩擦力做功

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