如圖所示，在與水平方向成θ＝30°角的平面內(nèi)放置兩條平行、光滑且足夠長(zhǎng)的金屬軌道，其電阻可忽略不計(jì)。空間存在著勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.20T，方向垂直軌道平面向上，軌道底端連有電阻R＝10.0×10－2Ω。導(dǎo)體棒ab、cd垂直于軌道放置，且與金屬軌道接觸良好，每根導(dǎo)體棒的質(zhì)量均為m＝2.0×10－2kg，導(dǎo)體棒ab電阻r＝5.0×10－2Ω，導(dǎo)體棒cd阻值與R相同。金屬軌道寬度l＝0.50m�，F(xiàn)先設(shè)法固定導(dǎo)體棒cd，對(duì)導(dǎo)體棒ab施加平行于軌道向上的恒定拉力，使之由靜止開(kāi)始沿軌道向上運(yùn)動(dòng)。導(dǎo)體棒ab沿軌道運(yùn)動(dòng)距離為S＝1.0m時(shí)速度恰達(dá)到最大，此時(shí)松開(kāi)導(dǎo)體棒cd發(fā)現(xiàn)它恰能靜止在軌道上。取g＝10m/s2， 求：

（1）導(dǎo)體棒ab的最大速度以及此時(shí)ab兩點(diǎn)間的電勢(shì)差；

（2）導(dǎo)體棒ab從開(kāi)始到運(yùn)動(dòng)距離為S的過(guò)程中電阻R上產(chǎn)生的總熱量。

 

（1）Uab=0.1V（2）QR=1/4Q=0.09J

解析:（1）設(shè)導(dǎo)體棒ab中的電流為I，導(dǎo)體棒cd恰能靜止在軌道上，有：

由電路電阻關(guān)系可知，導(dǎo)體棒ab達(dá)最大速度時(shí)，有：

此時(shí)，Uab=0.1V

(2)由功能關(guān)系，知整個(gè)過(guò)程中有：

可知Q=0.36J，由能量分配關(guān)系可知QR=1/4Q=0.09J

 

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：

如圖所示，在水平地面上放置一塊質(zhì)量為M的長(zhǎng)平板B，在平板的上方某一高度處有一質(zhì)量為m的物塊P由靜止開(kāi)始落下．在平板上方附近存在“相互作用”的區(qū)域（如圖中虛線所示區(qū)域），當(dāng)物塊P進(jìn)入該區(qū)域內(nèi)，B便會(huì)對(duì)P產(chǎn)生一個(gè)豎直向上的恒力F作用，使得P恰好不與B的上表面接觸，且F=kmg，其中k=11．在水平方向上P、B之間沒(méi)有相互作用力．已知平板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=2.0×10-3，平板和物塊的質(zhì)量之比M/m=10．在P從靜止開(kāi)始下落時(shí)，平板B有向左運(yùn)動(dòng)的速度v0=0.20m/s，P從靜止開(kāi)始下落到進(jìn)入相互作用區(qū)域經(jīng)歷的時(shí)間t0=0.50s．設(shè)平板B足夠長(zhǎng)，保證物塊P總能落到B板上方的相互作用區(qū)域內(nèi)，忽略物塊P受到的空氣阻力，取重力加速度g=10m/s2．求：
（1）物塊P從靜止開(kāi)始下落到第一次回到初始位置所經(jīng)歷的時(shí)間；
（2）從物塊P由靜止開(kāi)始下落到平板B的運(yùn)動(dòng)速度減小為零的這段時(shí)間內(nèi)，P能回到初始位置的次數(shù)．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

（2006?海淀區(qū)二模）如圖所示，在水平地面上放置一塊質(zhì)量為M的長(zhǎng)平板B，在平板的上方某一高度處有一質(zhì)量為m的物塊P由靜止開(kāi)始落下．在平板上方附近存在“相互作用”的區(qū)域（如圖中虛線所示區(qū)域），當(dāng)物塊P進(jìn)入該區(qū)域內(nèi)，B便會(huì)對(duì)P產(chǎn)生一個(gè)豎直向上的恒力f作用，使得P恰好不與B的上表面接觸，且f=kmg，其中k=11．在水平方向上P、B之間沒(méi)有相互作用力．已知平板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=2.0×10-3，平板和物塊的質(zhì)量之比M/m=10．在P開(kāi)始下落時(shí)，平板B向右運(yùn)動(dòng)的速度v0=1.0m/s，P從開(kāi)始下落到進(jìn)入相互作用區(qū)域經(jīng)歷的時(shí)間t0=2.0s．設(shè)平板B足夠長(zhǎng)，保證物塊P總能落到B板上方的相互作用區(qū)域內(nèi)，忽略物塊P受到的空氣阻力，取重力加速度g=10m/s2．求：
（1）物塊P從開(kāi)始下落到再次回到初始位置所經(jīng)歷的時(shí)間．
（2）從物塊P開(kāi)始下落到平板B的運(yùn)動(dòng)速度減小為零的這段時(shí)間內(nèi)，P能回到初始位置的次數(shù)．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖所示，在水平地面上放置一塊質(zhì)量為M的長(zhǎng)平板B，在平板的上方某一高度處有一質(zhì)量為m的物塊P由靜止開(kāi)始落下。在平板上方附近存在“相互作用”的區(qū)域（如圖中虛線所示區(qū)域），當(dāng)物塊P進(jìn)入該區(qū)域內(nèi)，B便會(huì)對(duì)P產(chǎn)生一個(gè)豎直向上的恒力f作用，使得P恰好不與B的上表面接觸，且f＝kmg，其中k＝11。在水平方向上P、B之間沒(méi)有相互作用力。已知平板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)，平板和物塊的質(zhì)量之比M/m＝10。在P開(kāi)始下落時(shí)，平板B向左運(yùn)動(dòng)的速度v0＝1.0m/s，P從開(kāi)始下落到進(jìn)入相互作用區(qū)域經(jīng)歷的時(shí)間t0＝2.0s。設(shè)平板B足夠長(zhǎng)，保證物塊P總能落到B板上方的相互作用區(qū)域內(nèi)，忽略物塊P受到的空氣阻力，取重力加速度g＝10m/s2。求：

　�。�1）物塊P從開(kāi)始下落到再次回到初始位置所經(jīng)歷的時(shí)間。

　�。�2）從物塊P開(kāi)始下落到平板B的運(yùn)動(dòng)速度減小為零的這段時(shí)間內(nèi)，P能回到初始位置的次數(shù)。

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科目：高中物理 來(lái)源：2011屆北京四中高三上學(xué)期期中考試物理試卷 題型：計(jì)算題

如圖所示，在水平地面上放置一塊質(zhì)量為M的長(zhǎng)平板B，在平板的上方某一高度處有一質(zhì)量為m的物塊P由靜止開(kāi)始落下。在平板上方附近存在“相互作用”的區(qū)域（如圖中虛線所示區(qū)域），當(dāng)物塊P進(jìn)入該區(qū)域內(nèi)，B便會(huì)對(duì)P產(chǎn)生一個(gè)豎直向上的恒力f作用，使得P恰好不與B的上表面接觸，且f＝kmg，其中k＝11。在水平方向上P、B之間沒(méi)有相互作用力。已知平板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)，平板和物塊的質(zhì)量之比M/m＝10。在P開(kāi)始下落時(shí)，平板B向左運(yùn)動(dòng)的速度v0＝1.0m/s，P從開(kāi)始下落到進(jìn)入相互作用區(qū)域經(jīng)歷的時(shí)間t0＝2.0s。設(shè)平板B足夠長(zhǎng)，保證物塊P總能落到B板上方的相互作用區(qū)域內(nèi)，忽略物塊P受到的空氣阻力，取重力加速度g＝10m/s2。求：
　　（1）物塊P從開(kāi)始下落到再次回到初始位置所經(jīng)歷的時(shí)間。
　　（2）從物塊P開(kāi)始下落到平板B的運(yùn)動(dòng)速度減小為零的這段時(shí)間內(nèi)，P能回到初始位置的次數(shù)。

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科目：高中物理 來(lái)源：2010-2011學(xué)年北京四中高三上學(xué)期期中考試物理試卷 題型：計(jì)算題

如圖所示，在水平地面上放置一塊質(zhì)量為M的長(zhǎng)平板B，在平板的上方某一高度處有一質(zhì)量為m的物塊P由靜止開(kāi)始落下。在平板上方附近存在“相互作用”的區(qū)域（如圖中虛線所示區(qū)域），當(dāng)物塊P進(jìn)入該區(qū)域內(nèi)，B便會(huì)對(duì)P產(chǎn)生一個(gè)豎直向上的恒力f作用，使得P恰好不與B的上表面接觸，且f＝kmg，其中k＝11。在水平方向上P、B之間沒(méi)有相互作用力。已知平板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)，平板和物塊的質(zhì)量之比M/m＝10。在P開(kāi)始下落時(shí)，平板B向左運(yùn)動(dòng)的速度v0＝1.0m/s，P從開(kāi)始下落到進(jìn)入相互作用區(qū)域經(jīng)歷的時(shí)間t0＝2.0s。設(shè)平板B足夠長(zhǎng)，保證物塊P總能落到B板上方的相互作用區(qū)域內(nèi)，忽略物塊P受到的空氣阻力，取重力加速度g＝10m/s2。求：

　�。�1）物塊P從開(kāi)始下落到再次回到初始位置所經(jīng)歷的時(shí)間。

　�。�2）從物塊P開(kāi)始下落到平板B的運(yùn)動(dòng)速度減小為零的這段時(shí)間內(nèi)，P能回到初始位置的次數(shù)。

 

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