（14分）如圖，水平面內(nèi)有一光滑金屬導(dǎo)軌，其MN、PQ邊的電阻不計(jì)，MP邊的電阻阻值R=1.5Ω，MN與MP的夾角為135°，PQ與MP垂直，MP邊長度小于1m。將質(zhì)量m=2kg，電阻不計(jì)的足夠長直導(dǎo)體棒擱在導(dǎo)軌上，并與MP平行。棒與MN、PQ交點(diǎn)G、H間的距離L=4m.空間存在垂直于導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T。在外力作用下，棒由GH處以一定的初速度向左做直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)時(shí)回路中的電流強(qiáng)度始終與初始時(shí)的電流強(qiáng)度相等。

（1）若初速度v1=3m/s，求棒在GH處所受的安培力大小FA。
（2）若初速度v2=1.5m/s，求棒向左移動(dòng)距離2m到達(dá)EF所需時(shí)間Δt。
（3）在棒由GH處向左移動(dòng)2m到達(dá)EF處的過程中，外力做功W=7J，求初速度v3。

（1）（2）（3）

解析試題分析：（1）導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)
感應(yīng)電流
金屬棒受到安培力
（2）運(yùn)動(dòng)過程電流始終不變，而電阻不變，即感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不變。初始感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)
所以平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)
根據(jù)幾何關(guān)系可得從GH到EF，線框面積變化量
代入計(jì)算可得運(yùn)動(dòng)時(shí)間
（3）根據(jù)幾何關(guān)系可得
根據(jù)運(yùn)動(dòng)過程電流不變判斷電動(dòng)勢(shì)不變，設(shè)末速度為，則有

可得
運(yùn)動(dòng)過程電流
電動(dòng)勢(shì)
運(yùn)動(dòng)時(shí)間
克服安培力做功
根據(jù)動(dòng)能定理有
整理可得或（舍去）
考點(diǎn)：電磁感應(yīng)

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：單選題

一個(gè)負(fù)點(diǎn)電荷僅受電場(chǎng)力的作用，從某電場(chǎng)中的a點(diǎn)由靜止釋放，它沿直線運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)的過程中，動(dòng)能Ek隨位移x變化的關(guān)系圖象如右圖所示，則能與圖線相對(duì)應(yīng)的電場(chǎng)線分布圖是(　　)

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

如圖所示，AB和CD是半徑為R=1m的1／4圓弧形光滑軌道，BC為一段長2m的水平軌道質(zhì)量為2kg的物體從軌道A端由靜止釋放，若物體與水平軌道BC間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.1．求：

(1)物體第1次沿CD弧形軌道可上升的最大高度；
(2)物體最終停下來的位置與B點(diǎn)的距離。

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

如圖所示，位于豎直面內(nèi)的曲線軌道的最低點(diǎn)B的切線沿水平方向，且與一位于同一豎直面內(nèi)、半徑R=0.40m的光滑圓形軌道平滑連接�，F(xiàn)有一質(zhì)量m=0.10kg的滑塊（可視為質(zhì)點(diǎn)），從位于軌道上的A點(diǎn)由靜止開始滑下，滑塊經(jīng)B點(diǎn)后恰好能通過圓形軌道的最高點(diǎn)C。已知A點(diǎn)到B點(diǎn)的高度h=1.5m，重力加速度g=10m/s2，空氣阻力可忽略不計(jì)，求：

（1）滑塊通過圓形軌道B點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力大��；
（2）滑塊從A點(diǎn)滑至B點(diǎn)的過程中，克服摩擦阻力所做的功。

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

（15分）如圖所示，光滑絕緣水平桌面上的A、B、C三點(diǎn)是等腰直角三角形的三個(gè)頂點(diǎn)，AD為三角形的高，∠BAC＝90°，BC＝0.8m，空間存在方向與BC平行的勻強(qiáng)電場(chǎng)．將質(zhì)量為、電荷量為的小球由A點(diǎn)移到B點(diǎn)，電勢(shì)能增加．求：

（1）勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大�。�
（2）A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UAB；
（3）將小球從B處靜止釋放，運(yùn)動(dòng)到C處時(shí)的動(dòng)能.

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

某物理小組在研究過山車原理的過程中，提出了下列的設(shè)想：取一個(gè)與水平方向夾角為37°、長為L=2.0m的粗糙的傾斜軌道AB，通過水平軌道BC與豎直圓軌道相連，出口為水平軌道DE，整個(gè)軌道除AB段以外都是光滑的。其中AB與BC軌道以微小圓弧相接，如圖所示。一個(gè)小物塊以初速度，從某一高處水平拋出，到A點(diǎn)時(shí)速度方向恰好沿AB方向，并沿傾斜軌道滑下。已知物塊與傾斜軌道的動(dòng)摩擦因數(shù)（g取10m/s2，）

（1）求小物塊的拋出點(diǎn)和A點(diǎn)的高度差；
（2）要使小物塊不離開軌道，并從水平軌道DE滑出，求豎直圓弧軌道的半徑應(yīng)該滿足什么條件?
（3）為了讓小物塊不離開軌道，并且能夠滑回傾斜軌道AB，則豎直圓軌道的半徑應(yīng)該滿足什么條件?
（4）按照（3）問的要求，小物塊進(jìn)入軌道后可以有多少次通過圓軌道上距水平軌道高為0.01m的某一點(diǎn)。

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

如圖所示，光滑水平面AB與豎直面內(nèi)的半圓形軌道在B點(diǎn)相接，導(dǎo)軌半徑為R.一個(gè)質(zhì)量為m的物體將彈簧壓縮至A點(diǎn)后由靜止釋放，在彈力作用下物體獲得某一向右速度后脫離彈簧，脫離彈簧后當(dāng)它經(jīng)過B點(diǎn)進(jìn)入導(dǎo)軌瞬間對(duì)導(dǎo)軌的壓力為其重力的8倍，之后向上運(yùn)動(dòng)完成半個(gè)圓周運(yùn)動(dòng)恰好到達(dá)C點(diǎn)。試求：

（1）彈簧開始時(shí)的彈性勢(shì)能；
（2）物體從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至C點(diǎn)克服阻力做的功；
（3）物體離開C點(diǎn)后落回水平面時(shí)，重力的瞬時(shí)功率是多大？

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

（本題14分） 如圖所示，一對(duì)光滑的平行金屬導(dǎo)軌固定在同一水平面內(nèi)，導(dǎo)軌間距L=1m，左端接有阻值R=0.4Ω的電阻，一質(zhì)量m=0.1kg，電阻r=0.1Ω的金屬棒MN放置在導(dǎo)軌上，整個(gè)裝置置于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T，棒在水平向右的外力作用下，由靜止開始以a=3m/s2的加速度做勻加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)棒的位移x=6m時(shí)撤去外力，棒繼續(xù)運(yùn)動(dòng)一段距離后停下來。已知撤去外力前后回路中產(chǎn)生的焦耳熱之比Q1：Q2=2:1，導(dǎo)軌足夠長且電阻不計(jì)，棒在運(yùn)動(dòng)過程中始終與導(dǎo)軌垂直且兩端與導(dǎo)軌保持良好接觸，求：
（1）棒在勻加速運(yùn)動(dòng)過程中，通過電阻R的電荷量q
（2）撤去外力后回路中產(chǎn)生的焦耳熱Q2
（3）外力做的功WF

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

（8分）如圖所示，在E=103V/m的豎直勻強(qiáng)電場(chǎng)中，有一光滑的半圓形絕緣軌道QPN與一水平絕緣軌道MN連接，半圓形軌道平面與電場(chǎng)線平行，P為QN圓弧的中點(diǎn)，其半徑R=40cm，一帶正電q=10-4C的小滑塊質(zhì)量m=10g，與水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.15，位于N點(diǎn)右側(cè)1.5m處，取g=10m/s2，求：

(1)要使小滑塊恰能運(yùn)動(dòng)到圓軌道的最高點(diǎn)Q，則滑塊應(yīng)以多大的初速度v0向
(2)這樣運(yùn)動(dòng)的滑塊通過P點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力是多大？

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