【題目】如圖所示，有兩根足夠長(zhǎng)、不計(jì)電阻，相距L的平行光滑金屬導(dǎo)軌cd、ef與水平面成θ角固定放置，底端接一阻值為R的電阻，在軌道平面內(nèi)有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向垂直軌道平面斜向上．現(xiàn)有一平行于ce、垂直于導(dǎo)軌、質(zhì)量為m、電阻為r的金屬桿ab，在沿軌道平面向上的恒定拉力F作用下，從底端ce由靜止沿導(dǎo)軌向上運(yùn)動(dòng)，當(dāng)ab桿速度達(dá)到穩(wěn)定后，撤去拉力F，最后ab桿又沿軌道勻速回到ce端．已知ab桿向上和向下運(yùn)動(dòng)的最大速度相等．求：拉力F和桿ab最后回到ce端的速度v．

【答案】解：當(dāng)ab桿沿導(dǎo)軌上滑達(dá)到最大速度v時(shí)，其受力如圖所示：

由平衡條件可知：F﹣FB﹣mgsinθ=0 ①

又 FB=BIL ②

而 I= ③

聯(lián)立①②③式得：F﹣ ﹣mgsinθ=0 ④

同理可得，ab桿沿導(dǎo)軌下滑達(dá)到最大速度時(shí)：mgsinθ﹣ =0 ⑤

聯(lián)立④⑤兩式解得：F=2mgsinθ，v=

答：拉力F為2mgsinθ，桿ab最后回到ce端的速度v為 ．


【解析】當(dāng)導(dǎo)體棒上滑達(dá)到最大速度時(shí)，受重力、拉力、支持力和安培力處于平衡，根據(jù)平衡條件和安培力公式列出表達(dá)式；桿下滑時(shí)達(dá)到最大速度時(shí)，受重力、支持力和安培力處于平衡，根據(jù)平衡列出表達(dá)式，聯(lián)立兩式解出最大速度和拉力F．
【考點(diǎn)精析】關(guān)于本題考查的電磁感應(yīng)與電路和電磁感應(yīng)與力學(xué)，需要了解用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律確定感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小和方向；畫(huà)等效電路；運(yùn)用全電路歐姆定律，串并聯(lián)電路性質(zhì)，電功率等公式聯(lián)立求解；用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律求感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小和方向；求回路中電流強(qiáng)度；分析研究導(dǎo)體受力情況（包含安培力，用左手定則確定其方向）；列動(dòng)力學(xué)方程或平衡方程求解才能得出正確答案．

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】圖示為珍藏于甘肅省博物館的國(guó)寶級(jí)文物“馬踏飛燕”，駿馬單蹄穩(wěn)穩(wěn)地踏在飛燕上，其矯健的英姿和風(fēng)馳電掣的神情，給人們豐富的想象力和感染力。下列說(shuō)法正確的是

A. 若將“馬踏飛燕”搬至低緯度的廣州展出，則其所受重力變大

B. 若將“馬踏飛燕”放在加速上升的電梯地板上，則其處于失重狀態(tài)

C. 若將“馬踏飛燕”放在水平地面上，則其對(duì)地面的壓力和所受的重力是一對(duì)平衡力

D. 馬之所以能單蹄穩(wěn)穩(wěn)地踏在飛燕上，是因?yàn)轳R和飛燕的重心在一條豎直線上

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】有一內(nèi)阻約為幾十千歐的直流電壓表，實(shí)驗(yàn)小組把多用電表開(kāi)關(guān)撥至倍率×1k檔，紅黑表筆短接調(diào)零后，直接測(cè)量電壓表電阻，兩表顯示如圖，由圖可知電壓表電阻為_________Ω，此時(shí)加在電壓表兩端電壓讀數(shù)為_________V

實(shí)驗(yàn)小組利用該電壓表繼續(xù)進(jìn)行電源電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻的測(cè)量，發(fā)現(xiàn)電源內(nèi)阻很小，為了減少實(shí)驗(yàn)誤差，則在實(shí)驗(yàn)電路圖中S3應(yīng)切換到_________端(選填a或b)。用正確連好的實(shí)驗(yàn)電路圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，多次調(diào)節(jié)電阻箱R，讀出多組電阻箱示數(shù)與對(duì)應(yīng)的電壓表示數(shù)U，根據(jù)測(cè)得的數(shù)據(jù)繪出如圖所示的圖線，已知電阻R1=3.8Ω，則電源電動(dòng)勢(shì)E=_________V內(nèi)阻r=_________Ω。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，水平放置的平行金屬導(dǎo)軌左邊接有電阻R，軌道所在處有豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，金屬棒ab橫跨導(dǎo)軌，它在外力的作用下向右勻速運(yùn)動(dòng)，速度為v．若將金屬棒的運(yùn)動(dòng)速度變?yōu)?v，（除R外，其余電阻不計(jì)，導(dǎo)軌光滑）則（ ）

A.作用在ab上的外力應(yīng)增大到原來(lái)的2倍
B.作用在ab上的外力應(yīng)增大到原來(lái)的4倍
C.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)將增大為原來(lái)的4倍
D.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)將增大為原來(lái)的2倍

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，在傾角為的斜坡上有一人，前方有一動(dòng)物沿斜坡勻速向下奔跑，速度，在二者相距時(shí)，此人以速度水平拋出一石塊，打擊動(dòng)物，人和動(dòng)物都可看成質(zhì)點(diǎn)．（已知，sin37°=0.6，g=10m/s2）

（1）若動(dòng)物在斜坡上被石塊擊中，求的大小？

（2）若動(dòng)物在斜坡末端時(shí)，動(dòng)物離人的高度，此人以速度水平拋出一石塊打擊動(dòng)物，同時(shí)動(dòng)物開(kāi)始沿水平面運(yùn)動(dòng)，動(dòng)物速度，動(dòng)物在水平面上被石塊擊中的情況下，求速度的大��？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】在追尋科學(xué)家研究足跡的過(guò)程中，某同學(xué)為探究恒力做功和物體動(dòng)能變化間的關(guān)系，采用了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置．

（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)，該同學(xué)用鉤碼的重力表示小車(chē)受到的合力，為了減小這種做法帶來(lái)的實(shí)驗(yàn)誤差，你認(rèn)為應(yīng)該采取的措施是______．（填選項(xiàng)前的字母）

A．保證鉤碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量

B．選取打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所打的第1點(diǎn)與第2點(diǎn) 間的距離約為2mm的紙帶來(lái)處理數(shù)據(jù)

C．把長(zhǎng)木板不帶滑輪的一端適當(dāng)墊高以平 衡摩擦力

D．必須先接通電源再釋放小車(chē)

（2）如圖乙所示是實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶，其中A、B、C、D、E、F是連續(xù)的六個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T，相關(guān)計(jì)數(shù)點(diǎn)問(wèn)的距離已在圖中標(biāo)出，測(cè)出小車(chē)的質(zhì)量為M，鉤碼的總質(zhì)量為m．從打B點(diǎn)到打E點(diǎn)的過(guò)程中，合力對(duì)小車(chē)做的功是 ，小車(chē)動(dòng)能的增量是 （用題中所測(cè)各物理量的符號(hào)表示）

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，一個(gè)小孩坐在雪橇上，雪橇與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為=0.2，小孩和雪橇的總質(zhì)量為m=40kg，大人用與水平方向成θ=37°角斜向上的力拉雪橇，拉力的大小F=100N．大人拉了20s后撤去拉力直到雪橇停止運(yùn)動(dòng)． （sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2）求：

（1）雪橇在拉力的作用下運(yùn)動(dòng)的加速度的大小

（2）撤去拉力時(shí)雪橇的速度為多大

（3）撤去拉力后到停止運(yùn)動(dòng)過(guò)程中雪橇的加速度為多大

（4）雪橇在水平面上運(yùn)動(dòng)的總位移為多大．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】光電計(jì)時(shí)器是一種研究物體運(yùn)動(dòng)情況的常見(jiàn)儀器．當(dāng)有物體從光電門(mén)通過(guò)時(shí)，光電計(jì)時(shí)器就可以顯示物體的擋光時(shí)間．現(xiàn)利用如圖甲所示裝置探究物體的加速度與合外力、質(zhì)量關(guān)系，其 NQ是水平桌面，PQ是一端帶有滑輪的長(zhǎng)木板，1、2是固定在木板上的兩個(gè)光電門(mén)（與之連接的兩個(gè)光電計(jì)時(shí)器沒(méi)有畫(huà)出），間距為．小車(chē)上固定著用于擋光的窄片K，測(cè)得其寬度為d，讓小車(chē)從木板的頂端滑下，光電門(mén)各自連接的計(jì)時(shí)器顯示窄片K的擋光時(shí)間分別為t1和t2．

（1）該實(shí)驗(yàn)中，在改變小車(chē)的質(zhì)量M或沙桶的總質(zhì)量m時(shí)，需保持M m（填＞或＜或=或＞＞或＜＜）,這樣做的目的是 ；

（2）用測(cè)得的物理量x、d、t1和t2計(jì)算加速度的表達(dá)式為a = ；

（3）某位同學(xué)經(jīng)過(guò)測(cè)量、計(jì)算得到如下表數(shù)據(jù)，請(qǐng)?jiān)趫D乙中作出小車(chē)加速度與所受合外力的關(guān)系圖像．

組別

1

2

3

4

5

6

7

M/kg

0．58

0．58

0．58

0．58

0．58

0．58

0．58

F/N

0．10

0．15

0．20

0．25

0．30

0．35

0．40

a/m·s-2

0．13

0．17

0．26

0．34

0．43

0．51

0．59

（4）由圖象可以看出，該實(shí)驗(yàn)存在著較大的誤差，產(chǎn)生誤差的主要原因是： ．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，平行板電容器充電后與電源斷開(kāi)，正極板接地，兩板間有一個(gè)帶負(fù)電的試探電荷固定在P點(diǎn)。靜電計(jì)的金屬球與電容器的負(fù)極板連接，外殼接地。以E表示兩板間的場(chǎng)強(qiáng)，φ表示P點(diǎn)的電勢(shì)，EP表示該試探電荷在P點(diǎn)的電勢(shì)能，θ表示靜電計(jì)指針的偏角。若保持負(fù)極板不動(dòng)，將正極板緩慢向右平移一小段距離(靜電計(jì)帶電量可忽略不計(jì))，各物理量變化情況描述正確的是（ ）

A. E增大，φ降低，EP減小，θ增大

B. E不變，φ降低，EP增大，θ減小

C. E不變，φ升高，EP減小，θ減小

D. E減小，φ升高，EP減小，θ減小

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同步練習(xí)冊(cè)答案