【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）Ma＋μmg＋（1＋m）B2L2（3）（W－mQ）

【解析】

（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
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如下圖1所示，abcd是位于豎直平面內(nèi)的正方形閉合金屬線框，其質(zhì)量為0.04kg，電阻為0.4Ω。在金屬線框的下方有一勻強磁場區(qū)域，MN和PQ是該勻強磁場區(qū)域的水平邊界，并與線框的bc邊平行，磁場方向與線框平面垂直，磁場區(qū)域上下邊界的距離大于線框的邊長�，F(xiàn)金屬線框由距MN某一高度處從靜止開始下落，經(jīng)時間0.1s后剛好到達MN邊緣，速度為0.8m/s，線框所受空氣阻力恒定。下圖2是金屬線框由靜止開始下落到ad邊剛好進入磁場區(qū)域運動過程的v-t圖像，g=10m/s2。

（1）bc邊從剛好進入磁場區(qū)域到將要離開這一區(qū)域的過程中線框做的是怎樣的運動？線框的邊長是多少m?

（2）bc邊剛好離開磁場區(qū)域時線框的加速度方向是怎樣的？

（3）求線框從開始運動到ad邊剛好進入磁場的運動過程中空氣阻力做的功；

（4）求磁場的磁感應強度。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，帶負電的點電荷旁有一接地大金屬板，A為金屬板內(nèi)一點，B為金屬板左側(cè)外表面上一點，下列關于金屬板上感應電荷在A點和B點的場強方向判斷正確的是（　�。�

A.感應電荷在A點的場強沿E1的反方向

B.感應電荷在A點的場強沿水平向右方向

C.感應電荷在B點的場強可能沿E3方向

D.感應電荷在B點的場強可能沿E4方向

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示的實驗裝置可以驗證動能定理表達式。水平氣墊導軌上A處固定安裝一個光電門，滑塊上固定一遮光條，滑塊前端固定拉力傳感器并通過細線繞過氣墊導軌左端定滑輪與鉤碼相連，滑塊從靜止釋放，釋放時遮光條位于氣墊導軌上位置的上方.

(1)某同學用游標卡尺測量遮光條寬度,如圖所示，則 =_____ .

(2)實驗時接通氣源穩(wěn)定后，滑塊靜止釋放，由數(shù)字計時器讀出遮光條通過光電門的時間差為，測得滑塊(包括遮光條)與拉力傳感器的總質(zhì)量為,為了測量拉力對滑塊做的功，需要測量和記錄的物理量是__________ (寫出物理量及對應的符號)，若滑塊運動過程中表達式_________在誤差允許的范圍內(nèi)成立，即可驗證動能定理。

(3)下列不必要的實驗要求是____(請?zhí)顚戇x 項前對應的字母).

A.調(diào)整氣墊導軌到水平狀態(tài)

B.應使滑塊(包括遮光條)的質(zhì)量遠大于鉤碼的質(zhì)量

C.已知當?shù)刂亓铀俣?/span>

D.應使牽引滑塊的細線與氣墊導軌平行

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】由電場強度的定義式可知，在電場中的同一點 (　　)

A. 電場強度E跟F成正比，跟q成反比

B. 無論檢驗電荷所帶的電荷量如何變化，始終不變

C. 電荷在電場中某點所受的電場力大，則該點的電場強度強

D. 一個不帶電的小球在P點受到的電場力為零，則P點的場強一定為零

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，ACB是一個半徑為R的半圓柱面的橫截面，直徑AB水平，C為截面上的最低點，AC間有一斜面，從A點以大小不同的初速度v1、v2沿AB方向水平拋出兩個小球，a和b，分別落在斜面AC和圓弧面CB上，不計空氣阻力，下列判斷正確的是（ ）

A. 初速度v1可能大于v2

B. a球的飛行時間可能比b球長

C. 若v2大小合適，可使b球垂直撞擊到圓弧面CB上

D. a球接觸斜面前的瞬間，速度與水平方向的夾角為45°

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】橫截面為直角三角形的兩個相同斜面如圖緊靠在一起，固定在水平面上，它們的豎直邊長都是底邊長的一半。小球從左邊斜面的頂點以不同的初速度向右平拋，最后落在斜面上。其中三個小球的落點分別是a，b，c。圖中三小球比較，下列判斷正確的是（　�。�

A.落在a點的小球飛行時間最短

B.落在c點的小球飛行時間最短

C.落在a點的小球飛行過程速度的變化量最大

D.無論小球拋出時初速度多大，落到兩個斜面上的瞬時速度都不可能與斜面垂直

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，有一足夠長的光滑平行金屬導軌折成傾斜和水平兩部分，傾斜部分導軌平面與水平面的夾角為，水平和傾斜部分均處在勻強磁場中，磁感應強度為B，水平部分磁場方向豎直向下，傾斜部分磁場方向垂直斜面向下(圖中末畫出)兩個磁場區(qū)域互不疊加。將兩根金屬棒a、b垂直放置在導軌上，并將b用輕繩通過定滑輪和小物塊c連接。己知導軌間的距離均為L，金屬棒的電阻均為R，質(zhì)量均為m，小物塊c的質(zhì)量也為m，一切摩擦和其它電阻都不計，運動過程中棒與導軌保持接觸良好，且b始終不會碰到滑輪，重力加速度大小為g。求：

(1)鎖定a，釋放b，求b的最終速度；

(2)在a上施加一沿斜面向上的恒力F=1.5mg，同時將a、b由靜止釋放，求達到穩(wěn)定狀態(tài)時a、b的速度；

(3)若在(2)中小物塊c下落h時恰好達到穩(wěn)定狀態(tài)，求此過程中系統(tǒng)產(chǎn)生的焦耳熱。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，實線表示一簇關于x軸對稱的等勢面，在軸上有A、B兩點，則

A. A點場強小于B點場強 B. A點場強方向指向x軸負方向

C. A點場強大于B點場強 D. A點電勢高于B點電勢

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