【題目】如圖所示，MN、PQ兩平行水平導(dǎo)軌間距為l=0.5m，分別與半徑r=0.5m的相同豎直半圓導(dǎo)軌在N、Q端平滑連接，M、P端接有R=3Ω的定值電阻。質(zhì)量M=2kg的絕緣桿cd垂直靜止在水平導(dǎo)軌上，在其右側(cè)至N、Q端的區(qū)域內(nèi)充滿豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.4T。現(xiàn)有質(zhì)量m=1kg、電阻R0=1Ω的金屬桿ab，以初速度v0=12m/s水平向右與絕緣桿cd發(fā)生正碰后，進(jìn)入磁場(chǎng)并最終未滑出，絕緣桿cd則恰好通過半圓導(dǎo)軌最高點(diǎn)。不計(jì)導(dǎo)軌電阻和摩擦，金屬桿ab始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，a取10m/s2，（不考慮桿cd通過半圓導(dǎo)軌最高點(diǎn)以后的運(yùn)動(dòng)）。求：

(1)桿cd通過半圓導(dǎo)軌最高點(diǎn)時(shí)的速度v的大小；

(2)正碰后桿ab的速度v1的大小；

(3)桿ab剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)感應(yīng)電流I的大小、方向及其所受的安培力F的大小；

(4)桿ab運(yùn)動(dòng)的過程中，電阻R產(chǎn)生的焦耳熱QR。

【答案】（1）m/s；（2）2m/s；（3）0.1A，方向從b到a，0.02N；（4）1.5J

【解析】

(1) cd絕緣桿通過半圓導(dǎo)軌最高點(diǎn)時(shí)，由牛頓第二定律有

解得

(2)碰撞后cd絕緣桿滑至最高點(diǎn)的過程中，由動(dòng)能定理有

解得碰撞后cd絕緣桿的速度

兩桿碰撞過程動(dòng)量守恒，取向右為正方向，則有

解得碰撞后ab金屬桿的速度

(3 )桿ab剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)感應(yīng)電流

根據(jù)右手定則可知電流方向從b到a

所受的安培力F的大小為

(4) ab金屬桿進(jìn)入磁場(chǎng)后，由能量守恒定律有

電阻R產(chǎn)生的焦耳熱

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】一定量的理想氣體從狀態(tài)a開始，經(jīng)歷三個(gè)過程ab、bc、ca回到原狀態(tài)，其圖像如圖所示，下列判斷正確的是（　�。�

A.過程ac中氣體內(nèi)能的增加等于吸收的熱量

B.過程bc中氣體既不吸熱也不放熱

C.過程ab中氣體吸收的熱量大于氣體內(nèi)能的增加

D.a、b和c三個(gè)狀態(tài)中，狀態(tài)a氣體的內(nèi)能最小

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】已知地球半徑為R，月球半徑為r，地球與月球之間的距離（兩球中心之間的距離）為L。月球繞地球公轉(zhuǎn)的周期為T1，地球自轉(zhuǎn)的周期為T2，地球繞太陽公轉(zhuǎn)周期為T3，假設(shè)公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)都視為圓周運(yùn)動(dòng)，萬有引力常量為G，由以上條件可知（　�。�

A.地球的質(zhì)量為B.月球的質(zhì)量為

C.地球的密度為D.月球繞地球運(yùn)動(dòng)的加速度為

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】據(jù)報(bào)道，我國華中科技大學(xué)的科學(xué)家創(chuàng)造了脈沖平頂磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度超過60T的世界紀(jì)錄，脈沖平頂磁場(chǎng)兼具穩(wěn)態(tài)和脈沖兩種磁場(chǎng)的優(yōu)點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)更高的強(qiáng)度且在一段時(shí)間保持很高的穩(wěn)定度。如圖甲所示，在磁場(chǎng)中有一匝數(shù)n=10的線圈，線圈平面垂直于磁場(chǎng)，線圈的面積為S=4×10-4m2，電阻為R=60Ω。如圖乙為該磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化規(guī)律，設(shè)磁場(chǎng)方向向上為正，求：

(1)t=0.5×10-2s 時(shí)，線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小；

(2)在0~2×10-2s 過程中，通過線圈橫截面的電荷量；

(3)在0~3×10-2s 過程中，線圈產(chǎn)生的熱量。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，沿x軸正方向傳播的一列簡(jiǎn)諧橫波在某時(shí)刻的波形圖為一正弦曲線，其波速為200m/s，則下列說法正確的是（　�。�

A.圖示時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)b的加速度正在增大

B.從圖示時(shí)刻開始，經(jīng)0.01s，質(zhì)點(diǎn)b位于平衡位置上方，并向y軸正方向做減速運(yùn)動(dòng)

C.從圖示時(shí)刻開始，經(jīng)0.01s，質(zhì)點(diǎn)a沿波傳播方向遷移了2m

D.若該波發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，則它所遇到的障礙物或孔的尺寸一定比4m大得多

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲所示，質(zhì)量為4kg的物體在水平推力作用下開始運(yùn)動(dòng)，推力F的大小隨位移x變化的情況如圖乙所示，物體與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，g取10m/s2則（　�。�

A.物體先做加速運(yùn)動(dòng)，推力撤去后才開始做減速運(yùn)動(dòng)

B.運(yùn)動(dòng)過程中推力做的功為200J

C.物體在運(yùn)動(dòng)過程中的加速度先變小后不變

D.因推力是變力，無法確定推力做的功

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在電子技術(shù)中，科研人員經(jīng)常通過在適當(dāng)?shù)膮^(qū)域施加磁場(chǎng)或電場(chǎng)束控制帶電粒子的運(yùn)動(dòng)。如圖所示，位于M板處的粒子源不斷產(chǎn)生質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子，粒子經(jīng)小孔S1不斷飄入電壓為U的加速電場(chǎng)，其初速度可視為零；然后經(jīng)過小孔S2射出后沿x軸方向從坐標(biāo)原點(diǎn)O垂直于磁場(chǎng)方向進(jìn)入x軸上方（含x軸正半軸）的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)控制區(qū)，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。粒子發(fā)生270°偏轉(zhuǎn)后離開磁場(chǎng)豎直向下打在水平放置的熒光屏上，已知N板到y軸、熒光屏到x軸的距離均為L，不考慮粒了重力及粒子間的相互作用。

（l）求粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)半徑的大�。�

（2）求粒子從N板射出到打在熒光屏上所需的時(shí)間；

（3）實(shí)際上加速電壓的大小會(huì)在U±范圍內(nèi)微小變化，粒子以不同的速度進(jìn)入磁場(chǎng)控制區(qū)域，均能發(fā)生270°偏轉(zhuǎn)豎直打在熒光屏上，求有界磁場(chǎng)區(qū)域的最小面積S。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】一質(zhì)量為m的物體用一根足夠長(zhǎng)細(xì)繩懸吊于天花板上的O點(diǎn)，現(xiàn)用一光滑的金屬鉤子勾住細(xì)繩，水平向右緩慢拉動(dòng)繩子（鉤子與細(xì)繩的接觸點(diǎn)A始終在一條水平線上），下列說法正確的是（　�。�

A.鉤子對(duì)細(xì)繩的作用力始終水平向右

B.OA段繩子的力逐漸增大

C.鉤子對(duì)細(xì)繩的作用力逐漸增大

D.鉤子對(duì)細(xì)繩的作用力可能等于mg

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在物理學(xué)的探索和發(fā)現(xiàn)過程中，科學(xué)家們運(yùn)用了許多研究方法。以下關(guān)于物理學(xué)研究方法的敘述中正確的是（ ）

A. 在不需要考慮物體本身的大小和形狀時(shí)，用質(zhì)點(diǎn)來代替物體的方法是微元法

B. 根據(jù)速度定義式，當(dāng)Δt→0時(shí)， 就可以表示物體在t時(shí)刻的瞬時(shí)速度，該定義運(yùn)用了極限思維法

C. 在探究加速度、力和質(zhì)量三者之間的關(guān)系時(shí)，先保持質(zhì)量不變研究加速度與力的關(guān)系，再保持力不變研究加速度與質(zhì)量的關(guān)系，這里運(yùn)用了假設(shè)法

D. 在推導(dǎo)勻變速直線運(yùn)動(dòng)位移公式時(shí)，把整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程劃分成很多小段，每一小段近似看作勻速直線運(yùn)動(dòng)，再把各小段位移相加，這里運(yùn)用了理想模型法

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