(20分)

       如圖15所示，固定在上、下兩層水平面上的平行金屬導(dǎo)軌、和、間距都是，二者之間固定有兩組豎直半圓形軌道和，兩軌道間距也均為，且和的豎直高度均為4R，兩組半圓形軌道的半徑均為R。軌道的端、端的對(duì)接狹縫寬度可忽略不計(jì)，圖中的虛線為絕緣材料制成的固定支架，能使導(dǎo)軌系統(tǒng)位置固定。將一質(zhì)量為的金屬桿沿垂直導(dǎo)軌方向放在下層導(dǎo)軌的最左端位置，金屬桿在與水平成角斜向上的恒力作用下沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過程中金屬桿始終與導(dǎo)軌垂直，且接觸良好。當(dāng)金屬桿通過4R的距離運(yùn)動(dòng)到導(dǎo)軌末端位置時(shí)其速度大小。金屬桿和導(dǎo)軌的電阻、金屬桿在半圓軌道和上層水平導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)過程中所受的摩擦阻力，以及整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中所受空氣阻力均可忽略不計(jì)。

（1）已知金屬桿與下層導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，求金屬桿所受恒力F的大小；

（2）金屬桿運(yùn)動(dòng)到位置時(shí)撤去恒力F，金屬桿將無碰撞地水平進(jìn)入第一組半圓軌道和，又在對(duì)接狹縫和處無碰撞地水平進(jìn)入第二組半圓形軌道和的內(nèi)側(cè)，求金屬桿運(yùn)動(dòng)到半圓軌道的最高位置時(shí)，它對(duì)軌道作用力的大��；

（3）若上層水平導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)，其右端連接的定值電阻阻值為，導(dǎo)軌處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。金屬桿由第二組半圓軌道的最高位置處，無碰撞地水平進(jìn)入上層導(dǎo)軌后，能沿上層導(dǎo)軌滑行。求金屬桿在上層導(dǎo)軌上滑行的最大距離。

 

【答案】

（1）

（2）

（3）

【解析】

 

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：

(20分）如圖所示，一對(duì)足夠長(zhǎng)的平行光滑導(dǎo)軌放置在水平面上，兩軌道間距l＝0. 20m，定值電阻阻值R=1.0Ω．有一金屬桿靜止地放在軌道上，與兩軌道垂直且接觸良好，金屬桿與軌道的電阻皆可忽略不計(jì)，整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B＝0. 50T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直軌道面向下．現(xiàn)用一外力F沿軌道方向拉桿，使之做勻加速運(yùn)動(dòng)，測(cè)得力F與時(shí)間t的關(guān)系如圖所示．求：
(1)桿的質(zhì)量m和加速度a.
(2)在桿從靜止開始運(yùn)動(dòng)的20s的時(shí)間內(nèi)，通過電阻R的電量．


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科目：高中物理 來源：2012屆浙江省紹興一中高三5月模擬考試?yán)砜凭C合物理試卷（帶解析） 題型：計(jì)算題

(20分）如圖所示，半圓弧區(qū)域AKD的半徑為R，圓心為O，∠COK＝30°。O點(diǎn)有一粒子源，可向半圓弧AKD發(fā)射速度為v0的各個(gè)方向的帶負(fù)電的粒子。顯微鏡可以沿半圓弧AKD移動(dòng)，用以記錄有無粒子射到圓弧上。半圓區(qū)域內(nèi)存在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直于紙面向內(nèi)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，不計(jì)粒子間的相互作用力和粒子的重力。帶電粒子的電量－q、帶電粒子的質(zhì)量m

（1）如只加電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)為E，求所有可能到達(dá)A點(diǎn)的粒子的速度大小
（2）如只加磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=mv0/qR,，則在整個(gè)圓弧線AKD上顯微鏡能記錄到粒子與無粒子可記錄的弧線長(zhǎng)度之比為多少。
（3）若電場(chǎng)強(qiáng)度E、磁感應(yīng)強(qiáng)度B，且和：將顯微鏡置于C點(diǎn)，控制粒子源，使其只向K點(diǎn)發(fā)射粒子。電場(chǎng)與磁場(chǎng)共存一段時(shí)間t1后再撤去磁場(chǎng)，又經(jīng)時(shí)間t2后，粒子到達(dá)顯微鏡。求兩段時(shí)間的比值t1∶t2。

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科目：高中物理 來源：2011-2012學(xué)年浙江省高三5月模擬考試?yán)砜凭C合物理試卷（解析版） 題型：計(jì)算題

(20分）如圖所示，半圓弧區(qū)域AKD的半徑為R，圓心為O，∠COK＝30°。O點(diǎn)有一粒子源，可向半圓弧AKD發(fā)射速度為v0的各個(gè)方向的帶負(fù)電的粒子。顯微鏡可以沿半圓弧AKD移動(dòng)，用以記錄有無粒子射到圓弧上。半圓區(qū)域內(nèi)存在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直于紙面向內(nèi)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，不計(jì)粒子間的相互作用力和粒子的重力。帶電粒子的電量－q、帶電粒子的質(zhì)量m

（1）如只加電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)為E，求所有可能到達(dá)A點(diǎn)的粒子的速度大小

（2）如只加磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=mv0/qR,，則在整個(gè)圓弧線AKD上顯微鏡能記錄到粒子與無粒子可記錄的弧線長(zhǎng)度之比為多少。

（3）若電場(chǎng)強(qiáng)度E、磁感應(yīng)強(qiáng)度B，且和：將顯微鏡置于C點(diǎn)，控制粒子源，使其只向K點(diǎn)發(fā)射粒子。電場(chǎng)與磁場(chǎng)共存一段時(shí)間t1后再撤去磁場(chǎng)，又經(jīng)時(shí)間t2后，粒子到達(dá)顯微鏡。求兩段時(shí)間的比值t1∶t2。

 

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科目：高中物理 來源：北京市西城區(qū)2010年高三一模（理科綜合）物理部分 題型：計(jì)算題

(20分)在如圖所示的坐標(biāo)系中，的區(qū)域內(nèi)存在著沿軸正方向、場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)，的區(qū)域內(nèi)存在著垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。一帶電粒子從軸上的點(diǎn)以沿軸正方向的初速度射出，恰好能通過軸上的點(diǎn)。己知帶電粒子的質(zhì)量為，帶電量為。、、均大于0。不計(jì)重力的影響。

（1）若粒子只在電場(chǎng)作用下直接到達(dá)D點(diǎn)，求粒子初速度的大小；

（2）若粒子在第二次經(jīng)過軸時(shí)到達(dá)D點(diǎn)，求粒子初速度的大小

（3）若粒子在從電場(chǎng)進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)到達(dá)D點(diǎn)，求粒子初速度的大小；

 

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科目：高中物理 來源：2010年廣西柳鐵一中高三上學(xué)期第二次月考（理綜）物理 題型：計(jì)算題

( 20 分）如圖所示，在同一豎直面上，質(zhì)量為2m的小球A靜止在光滑斜面的底部，斜面高度為H＝2L．小球受到彈簧的彈性力作用后，沿斜面向上運(yùn)動(dòng)．離開斜面后，運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)與靜止懸掛在此處的小球B發(fā)生彈性碰撞（碰撞過程無動(dòng)能損失），碰撞后球B剛好能擺到與懸點(diǎn)O同一高度，球A沿水平方向拋射落在水平面C上的P點(diǎn)，O點(diǎn)的投影O/與P的距離為L/2．已知球B質(zhì)量為m，懸繩長(zhǎng)L，視兩球?yàn)橘|(zhì)點(diǎn)，重力加速度為g，不計(jì)空氣阻力，求：

（1）球B在兩球碰撞后一瞬間的速度大小；

（2）球A在兩球碰撞前一瞬間的速度大��；

（3）彈簧的彈性力對(duì)球A所做的功。

 

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