(16分)如圖所示,一根質(zhì)量為m的金屬棒MN水平放置在兩根豎直的光滑平行金屬導(dǎo)軌上,并始終與導(dǎo)軌保持良好接觸,導(dǎo)軌間距為L,導(dǎo)軌下端接一阻值為R的電阻,其余電阻不計.在空間內(nèi)有垂直于導(dǎo)軌平面的磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小只隨豎直方向y變化,變化規(guī)律B=ky,k為大于零的常數(shù).質(zhì)量為M=4m的物體靜止在傾角θ=30°的光滑斜面上,并通過輕質(zhì)光滑定滑輪和絕緣細(xì)繩與金屬棒相連接.當(dāng)金屬棒沿y軸方向從y=0位置由靜止開始向上運(yùn)動h時,加速度恰好為0.不計空氣阻力,斜面和磁場區(qū)域足夠大,重力加速度為g.求:

(1)金屬棒上升h時的速度；

(2)金屬棒上升h的過程中,電阻R上產(chǎn)生的熱量；

(3)金屬棒上升h的過程中,通過金屬棒橫截面的電量.

（16分）

(1)當(dāng)金屬棒的加速度為零時，

Mgsin30°=F+mg                                               2分

F=BIL=KhIL                                                  1分

                                                     1分

解以上方程得                                        1分

(2)設(shè)產(chǎn)生的焦耳熱為Q，由動能定理，有

                                  3分

得：                                          2分

 (3)                                                         1分

                                                            1分

                                                           1分

                                          2分

解得：                                                 1分

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

(08年廣東實(shí)驗(yàn)中學(xué)三模) (16分）如圖所示，在同時存在勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場的空間中取正交坐標(biāo)系Oxyz（x軸正方向水平向右，y軸正方向豎直向上）.勻強(qiáng)磁場方向與Oxy平面平行，且與x軸的夾角為，重力加速度為g.一質(zhì)量為m、電荷量為的帶電質(zhì)點(diǎn)沿平行于z軸正方向以速度v0做勻速直線運(yùn)動.

（1）求電場強(qiáng)度的最小值及對應(yīng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度；

（2）若電場強(qiáng)度為最小值，當(dāng)帶電質(zhì)點(diǎn)通過y軸上的點(diǎn)時，撤去勻強(qiáng)磁場，求帶電質(zhì)點(diǎn)落在oxz平面內(nèi)的位置.

(3)現(xiàn)需求解在（2）中帶電質(zhì)點(diǎn)到達(dá)oxz平面內(nèi)的速度大小，試說明能否運(yùn)用機(jī)械能守恒定律求解.

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科目：高中物理 來源： 題型：

（共16分）如圖所示，MN和PQ為豎直方向的兩平行長直金屬導(dǎo)軌，間距l為0.40m，電阻不計. 導(dǎo)軌所在平面與磁感慶強(qiáng)度B=5.0T的勻強(qiáng)磁場垂直。質(zhì)量m=6.0×10－2kg、電阻r=0.5Ω的金屬桿ab始終垂直于導(dǎo)軌，并與其保持光滑接觸。導(dǎo)軌兩端分別接有阻值均為3.0Ω的電阻R1和R2。重力加速度取10m/s2，且導(dǎo)軌足夠長，若使金屬桿ab從靜止開始下滑，求：

   （1）桿下滑的最大速率vm；

   （2）穩(wěn)定后整個電路耗電的總功率P；

   （3）桿下滑速度穩(wěn)定之后電阻R2兩端的電壓U.

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科目：高中物理 來源： 題型：

（共16分）如圖所示，MN和PQ為豎直方向的兩平行長直金屬導(dǎo)軌，間距l為0.40m，電阻不計. 導(dǎo)軌所在平面與磁感慶強(qiáng)度B=5.0T的勻強(qiáng)磁場垂直。質(zhì)量m=6.0×10－2kg、電阻r=0.5Ω的金屬桿ab始終垂直于導(dǎo)軌，并與其保持光滑接觸。導(dǎo)軌兩端分別接有阻值均為3.0Ω的電阻R1和R2。重力加速度取10m/s2，且導(dǎo)軌足夠長，若使金屬桿ab從靜止開始下滑，求：

   （1）桿下滑的最大速率vm；

   （2）穩(wěn)定后整個電路耗電的總功率P；

   （3）桿下滑速度穩(wěn)定之后電阻R2兩端的電壓U.

 

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科目：高中物理 來源：2012-2013學(xué)年廣東省汕頭市金山中學(xué)高二10月月考物理試卷（帶解析） 題型：計算題

(16分)、如圖所示，水平絕緣光滑軌道AB的B端與處于豎直平面內(nèi)的四分之一圓弧形粗糙絕緣軌道BC平滑連接，圓弧的半徑為R。在軌道所在空間存在水平向右的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度E,現(xiàn)有一質(zhì)量為m,帶電荷量為q的帶電體（可視為質(zhì)點(diǎn)）放在水平軌道上與B端距離s =5R的位置A，由于受到電場力的作用帶電體由靜止開始運(yùn)動，當(dāng)運(yùn)動到圓弧形軌道的C端時，速度恰好為零。已知該帶電體所受電場力大小為重力的,重力加速度為g，求：

（1）帶電體在水平軌道上運(yùn)動的加速度大小及運(yùn)動到B端時的速度大��；
（2）帶電體運(yùn)動剛剛經(jīng)過圓弧形軌道的B點(diǎn)瞬間時對圓弧軌道的壓力大�。�
（3）帶電體沿圓弧形軌道從B到C的運(yùn)動過程中，電場力和摩擦力帶電體所做的功各是多少。

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科目：高中物理 來源：2014屆廣東省汕頭市高二10月月考物理試卷（解析版） 題型：計算題

(16分)、如圖所示，水平絕緣光滑軌道AB的B端與處于豎直平面內(nèi)的四分之一圓弧形粗糙絕緣軌道BC平滑連接，圓弧的半徑為R。在軌道所在空間存在水平向右的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度E,現(xiàn)有一質(zhì)量為m,帶電荷量為q的帶電體（可視為質(zhì)點(diǎn)）放在水平軌道上與B端距離s =5R的位置A，由于受到電場力的作用帶電體由靜止開始運(yùn)動，當(dāng)運(yùn)動到圓弧形軌道的C端時，速度恰好為零。已知該帶電體所受電場力大小為重力的,重力加速度為g，求：

（1）帶電體在水平軌道上運(yùn)動的加速度大小及運(yùn)動到B端時的速度大�。�

（2）帶電體運(yùn)動剛剛經(jīng)過圓弧形軌道的B點(diǎn)瞬間時對圓弧軌道的壓力大��；

（3）帶電體沿圓弧形軌道從B到C的運(yùn)動過程中，電場力和摩擦力帶電體所做的功各是多少。

 

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