13．如圖所示，在同一水平面的兩導(dǎo)軌相互平行，相距2m并處于豎直向上的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.75T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一根質(zhì)量為3.0kg的金屬棒放在導(dǎo)軌上且與導(dǎo)軌垂直．當(dāng)金屬棒中通如圖所示的電流為5A時(shí)，金屬棒恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng)，求：（g取10m/s2）
（1）導(dǎo)軌與金屬棒間動(dòng)摩擦因素；
（2）若只改變電流的大小，使電流增加到9A時(shí)，金屬棒將獲得多大的加速度；
（3）若只改變磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向，使金屬棒靜止在導(dǎo)軌上并且與導(dǎo)軌之間無擠壓，則所加磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小和方向？

分析 （1）由安培力公式求出安培力，然后應(yīng)用平衡條件求出動(dòng)摩擦因數(shù)．
（2）由安培力公式求出安培力，然后應(yīng)用牛頓第二定律求出加速度．
（3）由平衡條件求出磁感應(yīng)強(qiáng)度大小，應(yīng)用左手定則判斷出磁感應(yīng)強(qiáng)度方向．

解答 解：（1）金屬棒受到的安培力：F=BIL，
由平衡條件得：μmg=BIL，
代入數(shù)據(jù)得：μ=0.25；
（2）金屬棒受到的安培力：F′=BI′L，
由牛頓第二定律得：BI′L-μmg=ma，
代入數(shù)據(jù)得：a=2m/s2；
（3）金屬棒靜止，處于平衡狀態(tài)，由平衡條件得：
B′IL=mg，
代入數(shù)據(jù)得：B′=3T，
根據(jù)左手定則可知，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向水平向左；
答：（1）導(dǎo)軌與金屬棒間動(dòng)摩擦因數(shù)為0.25；
（2）若只改變電流的大小，使電流增加到9A時(shí)，金屬棒將獲得2m/s2的加速度；
（3）所加磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為3T，方向水平向左．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了安培力公式與平衡條件的應(yīng)用，應(yīng)用安培力公式與平衡條件可以解題的．

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：解答題

3．今年我國(guó)將發(fā)射“嫦娥三號(hào)”探測(cè)器實(shí)現(xiàn)著陸器與月球車軟著陸，此后，嫦娥工程還將實(shí)施返問式探月．到2017年基本完成無人月球探測(cè)任務(wù)后，我國(guó)將繼續(xù)發(fā)展“載人登月”．一位勤于思考的同學(xué)為探月宇航員設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：在距月球表面h處以切速度v0水平拋出一個(gè)物體，然后測(cè)量該平拋物體的水平位移為x，通過杏查閱資料知道月球的半徑為R，引力常量為G．若物體只受月球引力的作用，請(qǐng)你求出：
（1）月球表面的重力加速度；
（2）月球的質(zhì)量；
（3）月球的笫一宇宙速度．

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

4．一輛汽車在水平公路上做直線行駛的速度--時(shí)間圖象如圖所示，第1s內(nèi)汽車以恒定的牽引力做勻加速運(yùn)動(dòng)，1s末時(shí)立刻關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，汽車在加速階段中，設(shè)牽引力做功為W1，克服阻力做功為W2，則W1：W2等于（　�。�
A．4：1B．3：1C．2：1D．1：1

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

1．如圖所示為一個(gè)豎直放置的輕質(zhì)彈簧，上端與一物體相連，物體在A、B之間上下運(yùn)動(dòng)．在O點(diǎn)為物體重力與彈簧彈力大小相等的位置，A點(diǎn)為彈簧處于原長(zhǎng)時(shí)上端的位置．物體由C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)（C、D兩點(diǎn)未在圖上標(biāo)出）的過程中，彈簧的彈性勢(shì)能增加了3J，重力勢(shì)能減少了2J，則對(duì)于這段過程的下列說法正確的是（　　）
A．物體的動(dòng)能增加1J
B．C點(diǎn)可能在O點(diǎn)上方
C．D點(diǎn)可能在O點(diǎn)上方
D．物體經(jīng)過D點(diǎn)時(shí)的運(yùn)動(dòng)方向可能指向O點(diǎn)

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

8．驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示，某小組完成了一系列實(shí)驗(yàn)操作后，得到了一條紙帶如圖乙所示，選取紙帶上某個(gè)清晰的點(diǎn)標(biāo)為O，然后每?jī)蓚�(gè)打點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，分別標(biāo)為1、2、3、4、5、6，用刻度尺量出計(jì)數(shù)點(diǎn)1、2、3、4、5、6與O點(diǎn)的距離分別為h1、h2、h3、h4、h5、h6．

（1）已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期為T，可求出打各個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)對(duì)應(yīng)的速度分別為v1、v2、v3、v4、v5，其中v5的計(jì)算式為v5=$\frac{{{h_6}-{h_4}}}{4T}$．
（2）若重錘的質(zhì)量為m，取打點(diǎn)O時(shí)重錘所在水平面為參考平面，分別算出打各個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)對(duì)應(yīng)重錘的勢(shì)能Epi和動(dòng)能Eki，則打計(jì)數(shù)點(diǎn)3時(shí)對(duì)應(yīng)重錘的勢(shì)能Ep3=-mgh3；接著在E-h坐標(biāo)系中描點(diǎn)作出如圖丙所示的Ek-h和Ep-h圖線，求得Ep-h圖線斜率的絕對(duì)值為k1，Ek-h圖線斜率為k2，則在誤差允許的范圍內(nèi)，k1與k2滿足k1=k2關(guān)系時(shí)重錘機(jī)械能守恒．
（3）關(guān)于上述實(shí)驗(yàn)，下列說法中正確的是BD
A．實(shí)驗(yàn)中可用干電池作為電源
B．為了減小阻力的影響，重錘的密度和質(zhì)量應(yīng)該適當(dāng)大些
C．實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先釋放紙帶后接通電源
D．圖丙Ek-h圖線縱軸上的截距表示重錘經(jīng)過參考平面時(shí)的動(dòng)能．

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18．如圖a所示，小物體從豎直彈簧上方離地高h(yuǎn)1處由靜止釋放，其動(dòng)能Ek與離地高度h的關(guān)系如圖b所示．其中高度從h1下降到h2，圖象為直線，其余部分為曲線，h3對(duì)應(yīng)圖象的最高點(diǎn)，輕彈簧勁度系數(shù)為k，小物體質(zhì)量為m，重力加速度為g．以下說法正確的是（　�。�
A．小物體下降至高度h3時(shí)，彈簧形變量為0
B．小物體下落至高度h5時(shí)，加速度為0
C．小物體從高度h2下降到h4，彈簧的彈性勢(shì)能增加了mg（h2-h4）
D．小物體從高度h1下降到h5，彈簧的最大彈性勢(shì)能為2mg（h1-h5）

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5．如圖所示，MN為水平放置的兩塊平行金屬板，相距d，兩板間勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向如圖示．電源電阻為r，滑動(dòng)變阻器a、b間阻值為R．一個(gè)帶電量為-q、質(zhì)量為m的粒子從左端兩板中央水平飛入，不計(jì)重力．求：
（1）K斷開，帶電粒子速度v0多大時(shí)，才能恰沿$\frac{1}{4}$圓弧打在金屬板上，打在哪塊板上？
（2）K閉合后，變阻器滑動(dòng)頭c移到中點(diǎn)處，帶電粒子仍以速度v0射入，恰勻速直線運(yùn)動(dòng)，電源電動(dòng)勢(shì)ε=？
（3）K閉合后，將c移到距a端$\frac{1}{3}$處，帶電粒子仍以速度v0射入，它在距金屬板$\fracfzarxg9{4}$處飛出，飛出時(shí)的速度是多大？

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2．為紀(jì)念“光纖之父”、諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者華裔物理學(xué)家高錕的杰出貢獻(xiàn)，早在1996年中國(guó)科學(xué)院紫金山天文臺(tái)就將一顆于1981年12月3日發(fā)現(xiàn)的國(guó)際編號(hào)為“3463”的小行星命名為“高錕星”．已知“高錕星”半徑為R，其表面的重力加速度為g，萬(wàn)有引力常量為G，在不考慮自轉(zhuǎn)的情況，求：（以下結(jié)果均用字母表達(dá)即可）
（1）衛(wèi)星環(huán)繞“高錕星”運(yùn)行的第一宇宙速度；
（2）假設(shè)某衛(wèi)星繞“高錕星”做勻速圓周運(yùn)動(dòng)且運(yùn)行周期為T，求該衛(wèi)星距地面的高度；
（3）假設(shè)“高錕星”為一均勻球體，試求“高錕星”的平均密度（球體積V=$\frac{4}{3}$πR3）．

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3．伽利略是一位偉大的科學(xué)家，他借用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律巧妙的推出了自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，顯出了一代物理大師的高超研究藝術(shù)，下列關(guān)于伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究的說法中的錯(cuò)誤的是（　　）
A．運(yùn)用“歸謬法”否定了亞里士多德關(guān)于重的物體下落快、輕的物體下落慢的論斷
B．提出“自由落體”是一種最簡(jiǎn)單的變速直線運(yùn)動(dòng)--勻變速直線運(yùn)動(dòng)
C．通過斜面上物體的勻加速運(yùn)動(dòng)利用外推法推出斜面傾角為90°時(shí)物體做自由落體運(yùn)動(dòng)且加速度大小跟物體的質(zhì)量無關(guān)
D．總體的思想方法是：對(duì)現(xiàn)象的一般觀察→提出假設(shè)→邏輯推理→對(duì)假設(shè)進(jìn)行修正和推廣

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