（12分）在工業(yè)中有一種感應控制裝置，利用它進行如圖情景演示。兩根間距為L=5m的光滑平行金屬導軌，電阻不計，左端向上彎曲，其余水平，水平導軌處在磁感應強度為B=0.4T的豎直向上的勻強磁場中，彎曲部分都不在磁場中。有兩根金屬棒垂直導軌放置，其中a棒質(zhì)量為M=2kg,電阻為R=2Ω；b棒被感應控制裝置固定在水平導軌上，距離水平導軌左端s=2m，b棒質(zhì)量為m=1kg，電阻也為R=2Ω�，F(xiàn)在a棒從左端彎曲導軌高H處靜止釋放，當a棒即將與b棒相碰時（已知此時a棒的速度v=2m/s），感應控制裝置立即放開b棒，讓它可以在導軌上自由運動，,然后a與b發(fā)生彈性正碰。感應控制裝置始終對a棒的運動沒有任何影響，導軌足夠長。則求

(1)最終穩(wěn)定后a棒的速度大小；
(2)a與b碰撞后的瞬間，b棒的速度大�。�
(3)a棒的釋放高度H。
(1)     (2)        (3)0.45m

試題分析：(1)a、b最終穩(wěn)定后共速

m/s
（2）a、b相碰后設速度分別是     
 

解得：     
所以碰后b的速度為
（3）a剛下滑至水平軌道時的速度為
有  
到到b碰前有  
其中
代入得
所以  H=0.45m
練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，相距均為d的三條水平虛線L1、L2和L3，L1與L2、L2與L3之間分別有垂直紙面向外、向里的勻強磁場，磁感應強度大小均為B.一個邊長也是d的正方形導線框，從L1上方一定高度處由靜止開始自由下落，當ab邊剛越過L1進入磁場時，恰好以速度v1做勻速直線運動；當ab邊在越過L2運動到L3之前的某個時刻，線框又開始以速度v2做勻速直線運動，在線框從進入磁場到速度變?yōu)関2的過程中，設線框的動能變化量為ΔEk，重力對線框做功為W1，安培力對線框做功為W2，下列說法中正確的有

A．在導線框下落過程中，由于重力做正功，所以v2>v1
B．從ab邊進入磁場到速度變?yōu)関2的過程中，線框動能的變化量為ΔEk＝W1＋W2
C．從ab邊進入磁場到速度變?yōu)関2的過程中，線框動能的變化量為ΔEk＝W1－W2
D．從ab邊進入磁場到速度變?yōu)関2的過程中，機械能減少了W1－ΔEk

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，水平面內(nèi)有一平行金屬導軌（足夠長），導軌光滑且電阻不計，阻值為R的導體棒垂直于導軌放置，且與導軌接觸良好．導軌所在空間存在勻強磁場，勻強磁場與導軌平面垂直，時，將開關S由1擲向2，分別用、、和表示電容器所帶的電荷量、棒中的電流、棒的速度大小和加速度大小，則下圖所示的圖象中正確的是

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

粗細均勻的電阻絲圍成的正方形線框abcd置于有界勻強磁場中，磁場方向垂直于線框平面，其邊界與正方形線框的邊平行．現(xiàn)使線框以同樣大小的速度沿四個不同方向（向上．向下．向左．向右）分別平移出磁場，如圖所示，則線框移出磁場的整個過程中：  
A．四種情況下流過ab邊的電流的方向都相同
B．四種情況下ab兩端的電勢差都相等
C．四種情況下流過線框的電量都相等
D．四種情況下磁場力對線框做的功率都相等

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，足夠長金屬導軌豎直放置，金屬棒ab、cd均通過棒兩端的環(huán)套在金屬導軌上．噓線上方有垂直紙面向里的勻強磁場，虛線下方有豎直向下的勻強磁場．ab、cd棒與導軌間動摩擦因數(shù)均為，兩棒總電阻為R，導軌電阻不計．開始兩棒均靜止在圖示位置，當cd棒無初速釋放時，對ab棒施加豎直向上的力F，沿導軌向上做勻加速運動．則
A．ab棒中的電流方向由b到a
B．cd棒先加速運動后勻速運動
C．cd棒所受摩擦力的最大值等于cd棒的重力
D．力F做的功等于兩金屬棒產(chǎn)生的電熱與增加的機械能之和

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如下圖所示，兩根光滑的金屬導軌，平行放置在傾角為θ的斜面上，導軌的左端接有電阻R，導軌自身的電阻可忽略不計．斜面處在一勻強磁場中，磁場方向垂直于斜面向上．質(zhì)量為m、電阻不計的金屬棒ab，在沿著斜面與棒ab垂直的恒力F作用下沿導軌勻速上升，上升高度為h.則在此過程中，以下錯誤的是(　 　)
A．作用于棒ab上的各力的合力所做的功等于零
B．恒力F和重力的合力所做的功等于電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱
C．恒力F和安培力的合力所做的功等于零
D．恒力F所做的功等于棒ab重力勢能的增加量和電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱之和

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖，MN、PQ是間距為L的平行光滑金屬導軌，置于磁感應強度為B，方向垂直導軌所在平面向里的勻強磁場中，M、P間接有一阻值為R的電阻．一根與導軌接觸良好、有效阻值為的金屬棒ab垂直導軌放置，并在水平外力F作用下以速度v向右勻速運動，不計導軌電阻，則
A．通過電阻R的電流方向為P→R→M
B．a(chǎn)b兩點間的電壓為BLv
C．a(chǎn)端電勢比b端高
D．外力F做的功等于電阻R產(chǎn)生的焦耳熱

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如右圖所示，a、b是同種材料(非超導材料)制成的等長導體棒，靜止于水平面內(nèi)足夠長的光滑水平導軌上，b的質(zhì)量是a的2倍，勻強磁場垂直于紙面向里．若給a 4.5 J的初動能使之向左運動，最后a、b速度相同且均為a初速度的，不計導軌的電阻，則整個過程中a棒產(chǎn)生的熱量最大值為(　　)
A．2 JB．1.5 J
C．3 JD．4.5 J

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖，頂角為90°的“∨”型光滑金屬導軌MON固定在傾角為θ的絕緣斜面上，M、N連線平行于斜面底端，導軌MO、NO的長度相等，M、N兩點間的距離L＝2m，整個裝置處于磁感應強度大小B＝0.5T、方向垂直于斜面向下的勻強磁場中。一根質(zhì)量m=0.4kg,粗細均勻、單位長度電阻值r＝0.5Ω/m的導體棒ab，受到平行于斜面向上且垂直于ab的變力F作用，以速度v＝2m/s沿導軌向下勻速滑動，導體棒在運動過程中始終與導軌接觸良好，不計導軌電阻，從導體棒在MN時開始計時，

⑴t=0時，F(xiàn)=0，求斜面傾角θ；
⑵求0.2s內(nèi)通過導體棒的電荷量q；
⑶求導體棒通過整個金屬導軌的過程中產(chǎn)生的焦耳熱Q。

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