【題目】如圖，質(zhì)量為M的足夠長金屬導軌abcd放在光滑的絕緣水平面上．一電阻不計，質(zhì)量為m的導體棒PQ放置在導軌上，始終與導軌接觸良好，PQbc構(gòu)成矩形．棒與導軌間動摩擦因數(shù)為μ，棒左側(cè)有兩個固定于水平面的立柱．導軌bc段長為L，開始時PQ左側(cè)導軌的總電阻為R，右側(cè)導軌單位長度的電阻為R0．以ef為界，其左側(cè)勻強磁場方向豎直向上，右側(cè)勻強磁場水平向左，磁感應強度大小均為B．在t=0時，一水平向左的拉力F垂直作用在導軌的bc邊上，使導軌由靜止開始做勻加速直線運動，加速度為a．

（1）求回路中感應電動勢及感應電流隨時間變化的表達式；

（2）經(jīng)過多長時間拉力F達到最大值，拉力F的最大值為多少？

（3）某過程中回路產(chǎn)生的焦耳熱為Q，導軌克服摩擦力做功為W，求導軌動能的增加量．

【答案】（1）（2）（3）

【解析】試題分析：（1）回路中感應電動勢E=BLv

導軌做初速度為零的勻加速運動v=at

回路中感應電動勢隨時間變化的表達式E=BLat

回路中總電阻

回路中感應電流隨時間變化的表達式

（2）導軌受到外力F，安培力FA，摩擦力f；

由牛頓第二定律

解得

上式中，當，即時外力F取最大值

所以

（3）設此過程中導軌運動距離S由動能定理，W合=△Ek，W合=Mas

由于摩擦力Ff="μ(mg+" FA)，則摩擦力做功W=μmgS+μWA=μmgS+μQ

所以

導軌動能的增加量

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】測量電源的電動勢和內(nèi)阻，提供的器材如下：

A．待測電源(電動勢約為8V、內(nèi)阻約為2Ω)

B．電壓表V(0-3V，內(nèi)阻約為3kΩ)

C．電流表A(0-1A，內(nèi)阻約為1Ω)

D．電阻箱R(0-99999.9Ω)

E．滑動變阻器(0-20Ω)

F．開關(guān)、導線若干

(1)為擴大電壓表的量程，現(xiàn)采用圖甲所示電路測量電壓表的 內(nèi)阻Rv（該方法不計電源內(nèi)阻）．調(diào)節(jié)電阻箱R，使電壓表 指針滿偏，此時電阻箱示數(shù)為R1．再調(diào)節(jié)電阻箱R，使電壓表指針指在滿刻度的一半處，此時電阻箱示數(shù)為R2．則電壓表內(nèi)阻Rv=_______．

(2)若測得電壓表內(nèi)阻Rv=3010Ω，與之串聯(lián)R=______Ω的電阻，將電壓表的量程變?yōu)?/span>9V。

(3)為測量電源的電動勢和內(nèi)阻，請用筆畫線代替導線，將圖乙電路連接完整。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，ab和cd是位于水平面內(nèi)的平行金屬軌道，軌道間距為l，其電阻可忽略不計。ac之間連接一阻值為R的電阻。ef為一垂直于ab和cd的金屬桿，它與ab和cd接觸良好并可沿軌道方向無摩擦地滑動，其電阻可忽略。整個裝置處在勻強磁場中，磁場方向與導軌平面垂直，磁感應強度為B。當施垂直ef桿的水平向右的外力，使桿ef以速度v向右勻速運動時，下面說法正確的是（ ）

A. 桿ef所受安培力的大小為

B．桿ef所受水平外力的大小為

C．感應電流方向由f流向e

D．a(chǎn)bcd回路中磁通量的變化率為

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】一小燈泡通電后其電流I隨所加電壓U變化的圖線如圖所示，P為圖線上一點，PN為圖線的切線，PQ為U軸的垂線，PM為I軸的垂線．則下列說法中正確的是(　 )

A. 隨著所加電壓的增大，小燈泡的電阻增大

B. 對應P點，小燈泡的電阻R＝

C. 對應P點，小燈泡的電阻R＝

D. 對應P點，小燈泡的電功率值等于圖中陰影部分面積大小

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某實驗小組在研究單擺時改進了實驗方案，將一力傳感器連接到計算機上，圖甲中O點為單擺的固定懸點，現(xiàn)將小擺球（可視為質(zhì)點）拉至A點，此時細線處于緊張狀態(tài)，釋放擺球，則擺球?qū)⒃谪Q直平面內(nèi)的A、B、C之間來回擺動，其中B點為運動中的最低位置�！螦OB=∠COB= ， 小于10°且是未知量。同時由計算機得到了擺線對擺球的拉力大小F隨時間t變化的曲線圖乙（均為已知量），且圖中t=0時刻為擺球從A點開始運動的時刻（重力加速度為g）。根據(jù)題中（包括圖中）所給的信息，下列說法正確的是

A. 該單擺的周期為

B. 根據(jù)題中（包括圖中）所給的信息可求出擺球的質(zhì)量

C. 根據(jù)題中（包括圖中）所給的信息不能求出擺球在最低點B時的速度

D. 若實驗時，擺球做了圓錐擺，則測得的周期變長

E. 若增加擺球的質(zhì)量，擺球的周期不變

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，靜止的氣缸內(nèi)封閉了一定質(zhì)量的氣體，水平輕桿一端固定在墻壁上，另一端與氣缸內(nèi)的活塞相連，已知大氣壓強為1.0×105Pa，氣缸的質(zhì)量為50kg，活塞質(zhì)量不計，其橫截面積為0.01m2，氣缸與地面間的最大靜摩擦力為氣缸重力的0.2倍，活塞與氣缸之間的摩擦可忽略，開始時被封閉氣體壓強為1.0×105Pa、溫度為27℃，取g=10m／S2，T=273十t．

①緩慢升高氣體溫度，求氣缸開始向左運動時氣體的壓強和溫度；

②若要保證氣缸靜止不動，求封閉氣體溫度的取值范圍．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示的四個情景中，虛線上方空間都存在方向垂直紙面向里的勻強磁場。A、B中的導線框為正方形，C、D中的導線框為直角扇形。各導線框均繞軸O在紙面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動方向如箭頭所示，轉(zhuǎn)動周期均為T。從線框處于圖示位置時開始計時，以在OP邊上從P點指向O點的方向為感應電流i的正方向。則在如圖所示的四個情景中，產(chǎn)生的感應電流i隨時間t的變化規(guī)律如圖所示的是

A. B. C. D.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，平行板電容器帶有等量異種電荷，與靜電計相連，靜電計金屬外殼和電容器下極板都接地。在兩極板間有一個固定在P點的點電荷，以E表示兩板間的電場強度，Ep表示點電荷在P點的電勢能，θ表示靜電計指針的偏角。若保持下極板不動，將上極板向下移動一小段距離至圖中虛線位置，則

A. θ增大，E增大 B. θ增大，Ep不變

C. θ減小，Ep增大 D. θ減小，E不變

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，粗糙的水平軌道AB與光滑的半圓軌道BC平滑連接，且在同一豎直平面內(nèi)，一質(zhì)量M＝0.98kg的木塊靜止在A點，被一水平向右飛來的質(zhì)量m＝20g的子彈射中，子彈滯留在木塊中，不計子彈在木塊中的運動時間，木塊沿軌道滑到C點后水平飛出，并恰好落回A點。已知A、B兩點的距離s＝1.2m，半圓軌道的半徑r＝0.4m，木塊與水平軌道AB間的動摩擦因數(shù)＝0.36，重力加速度g＝10m/s2。求：

（1）木塊在C點時對軌道的壓力大小；

（2）子彈射入木塊前瞬間的速度大小。

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