【題目】如圖所示，兩條粗糙平行金屬導(dǎo)軌固定，所在平面與水平面夾角為θ。三根完全相同的金屬棒ab、cd、gh（質(zhì)量均為m、電阻均為R、長(zhǎng)度與導(dǎo)軌間距相同，均為L）垂直導(dǎo)軌放置。用絕緣輕桿ef將ab、cd連接成“工”字型框架（以下簡(jiǎn)稱“工”型架），導(dǎo)軌上的“工”型架與gh剛好不下滑。金屬棒與導(dǎo)軌始終接觸良好，導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)，電阻不計(jì)，空間存在垂直導(dǎo)軌平面斜向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)（圖中未畫出）。假設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，重力加速度為g：

(1)若將“工”型架固定不動(dòng)，用外力作用于gh，使其沿斜面向下以速度v勻速運(yùn)動(dòng)，求ab兩端的電壓U；

(2)若將“工”型架固定不動(dòng)，給gh沿斜面向下的初速度v0，求gh沿斜面下滑的最大位移；

(3)若“工”型架不固定，給gh沿斜面向下初速度v0的同時(shí)靜止釋放“工”型架，最終“工”型架與gh的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)將達(dá)到穩(wěn)定，求在整個(gè)過程中電流通過gh產(chǎn)生的焦耳熱。

【答案】(1)；(2)；(3)

【解析】

(1)當(dāng)gh以速度大小為v運(yùn)動(dòng)時(shí)，gh為電源，ab和cd為外電路，gh產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)E=BLv，

等效內(nèi)電阻為R，外電路電阻為0.5R，則

(2)由題意

設(shè)沿斜面向下為正方向，該過程對(duì)金屬棒gh列動(dòng)量定理有

由閉合電路歐姆定律

法拉第電磁感應(yīng)定律，通過gh棒的電荷量為，磁通量的變化量為

聯(lián)立解得

(3)設(shè)gh中的電流為I，則“工”型架ab、cd中的電流為，gh受到的安培力為F=BIL，

ab、cd受到的安培力大小分別為

、

則“工”型架受到的安培力的合力

所以“工”型架與金屬棒gh所受合外力為零，系統(tǒng)沿斜面方向動(dòng)量守恒，設(shè)沿斜面向下為正方向，設(shè)“工”型架與金屬棒gh一起運(yùn)動(dòng)的共同速度為，則

系統(tǒng)產(chǎn)生的焦耳熱為

設(shè)電流通過金屬棒gh產(chǎn)生的焦耳熱為，則

解得

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：

【題目】如圖所示，在山體下的水平地面上有一靜止長(zhǎng)木板，某次山體滑坡，有石塊從山坡上滑下后，恰好以速度v1滑上長(zhǎng)木板，石塊與長(zhǎng)木板、長(zhǎng)木板與水平地面之間都存在摩擦．設(shè)最大靜摩擦力大小等于滑動(dòng)摩擦力的大小，且石塊始終未滑出長(zhǎng)木板．下面給出了石塊在長(zhǎng)木板上滑行的v－t圖象，其中可能正確的是(　　)

A.B.

C.D.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】用水平力F將木塊壓在豎直墻上，如圖所示，已知木塊重G=8 N，木塊與墻壁之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.4。以下說法正確的是（ ）

A.當(dāng)F=25 N時(shí)，木塊沒有動(dòng)，木塊受到的摩擦力為8 N

B.當(dāng)F=10 N時(shí)，木塊沿墻面下滑，木塊受到的滑動(dòng)摩擦力為4 N

C.當(dāng)F變大時(shí)，木塊受到的摩擦力也會(huì)一直變大

D.當(dāng)F=25 N時(shí)，木塊受到的摩擦力為10 N

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，質(zhì)量為m3＝2kg的滑道靜止在光滑的水平面上，滑道的AB部分是半徑為R＝0.3m的四分之一圓弧，圓弧底部與滑道水平部分相切，滑道水平部分右端固定一個(gè)輕彈簧，滑道除CD部分粗糙外其他部分均光滑。質(zhì)量為m2＝3kg的物體2(可視為質(zhì)點(diǎn))放在滑道的B點(diǎn)，現(xiàn)讓質(zhì)量為m1＝1kg的物體1(可視為質(zhì)點(diǎn))自A點(diǎn)由靜止釋放，兩物體在滑道上的C點(diǎn)相碰后粘為一體(g＝10m/s2)。求：

（1）物體1從釋放到與物體2恰好將要相碰的過程中，滑道向左運(yùn)動(dòng)的距離；

（2）若CD＝0.2m，兩物體與滑道的CD部分的動(dòng)摩擦因數(shù)都為μ＝0.15，求在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中，彈簧具有的最大彈性勢(shì)能；

（3）物體1、2最終停在何處？

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】一輛公交車在某站點(diǎn)�？浚瘸丝蜕宪嚭髥�(dòng)，沿平直公路開往下一個(gè)站點(diǎn)，已知兩個(gè)站點(diǎn)間的距離。公交車從靜止開始以的加速度勻加速行駛，經(jīng)時(shí)間后開始勻速行駛，一段時(shí)間后司機(jī)剎車，開始以大小為的加速度做勻減速運(yùn)動(dòng)，恰好在下一個(gè)站點(diǎn)停下。則：

求公交車勻速行駛的速度v；

求公交車勻減速階段的位移；

求勻速行駛的時(shí)間，并在圖示坐標(biāo)系中準(zhǔn)確畫出公交車在上述過程中速度隨時(shí)間變化的圖象圖。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖為手機(jī)及無線充電板。如圖為充電原理示意圖。充電板接交流電源，對(duì)充電板供電，充電板內(nèi)的送電線圈可產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，從而使手機(jī)內(nèi)的受電線圈產(chǎn)生交變電流，再經(jīng)整流電路轉(zhuǎn)變成直流電后對(duì)手機(jī)電池充電，下列說法正確的是（　�。�

A.手機(jī)外殼用金屬材料制作可以減少能量損耗

B.如果圖示方向的磁場(chǎng)在變強(qiáng)，受電線圈中c點(diǎn)的電勢(shì)高于d點(diǎn)的電勢(shì)

C.在送電線圈電壓不變的情況下，增加送電線圈匝數(shù)可以提高受電線圈的電壓

D.受電線圈中交變電流的頻率與發(fā)射線圈中交變電流的頻率相同

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】質(zhì)量分別為m1和m2的兩個(gè)小物塊用輕繩連結(jié)，繩跨過位于傾角θ的粗糙斜面頂端的輕滑輪，斜面左端固定在水平桌面上，通過改變AB邊的高度可使AO繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖所示。已知滑輪與轉(zhuǎn)軸之間的摩擦不計(jì)，m1=2m2，現(xiàn)在使O緩慢地從60°變?yōu)?/span>15°，m1始終相對(duì)斜面處靜止?fàn)顟B(tài)，m2始終懸空（未與AB、地面接觸）。下列說法正確的是（　�。�

A.細(xì)繩的拉力在逐漸變小

B.m1和m2系統(tǒng)的機(jī)械能一定守恒

C.m1受到的摩擦力先減小再增加

D.斜面對(duì)m1的支持力始終不變

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，傾角為 的斜面體放在水平地面上，質(zhì)量為 m 的木塊通過輕質(zhì)細(xì)線繞過斜面 體 頂 端 的 定 滑 輪 與 質(zhì) 量 為 M 的 鐵 塊 相 連 ， 整 個(gè) 裝 置 均 處 于 靜 止 狀 態(tài) ， 已 知mg sin Mg ．現(xiàn)將質(zhì)量為 m0 的磁鐵輕輕地吸放在鐵塊下端，鐵塊加速向下運(yùn)動(dòng)，斜面體仍保持靜止。不計(jì)滑輪摩擦及空氣阻力。則與放磁鐵前相比 ( )

A.細(xì)線的拉力一定增大

B.細(xì)線的拉力可能不變

C.木塊所受到合力可能不變

D.斜面體相對(duì)地面有向左的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲所示，足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ豎直放置，其寬度L=1m，一勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直穿過導(dǎo)軌平面，導(dǎo)軌的上端M與P之間連接阻值為R=0.40Ω的電阻，質(zhì)量為m=0.01kg、電阻為r=0.30Ω的金屬棒ab緊貼在導(dǎo)軌上．現(xiàn)使金屬棒ab由靜止開始下滑，下滑過程中ab始終保持水平，且與導(dǎo)軌接觸良好，其下滑距離x與時(shí)間t的關(guān)系如圖乙所示，圖象中的OA段為曲線，AB段為直線，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，取g=10m/s2（忽略ab棒運(yùn)動(dòng)過程中對(duì)原磁場(chǎng)的影響），求：

（1）磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大��；

（2）金屬棒ab在開始運(yùn)動(dòng)的1.5s內(nèi)，通過電阻R的電荷量；

（3）金屬棒ab在開始運(yùn)動(dòng)的1.5s內(nèi)，電阻R上產(chǎn)生的熱量．

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