(19分)如圖所示，光滑的金屬導(dǎo)軌間距為L，導(dǎo)軌平面與水平面成α角，導(dǎo)軌下端接有阻值為R的電阻，質(zhì)量為m的金屬細(xì)桿ab與絕緣輕質(zhì)彈簧相連靜止在導(dǎo)軌上，彈簧勁度系數(shù)為k，上端固定，彈簧與導(dǎo)軌平面平行，整個裝置處在垂直于導(dǎo)軌平面斜向上的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B．現(xiàn)給桿一沿軌道向下的初速度v0，桿向下運動至速度為零后，再沿軌道平面向上運動達(dá)最大速度，大小為v1，然后減速為零，再沿軌道平面向下運動……一直往復(fù)運動到靜止（導(dǎo)軌與金屬桿的電阻忽略不計）．試求：

（1）細(xì)桿獲得初速度瞬間，通過R的電流大小；

（2）當(dāng)桿速度為v1時離最初靜止時位置的距離L1；

（3）桿由初速度v0開始運動直到最后靜止，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q．

 

（1）

（2）

（3）

解析:（1）（3分）（1分），�。�1分） 可得（1分）

（2）（12分）設(shè)桿最初靜止不動時彈簧伸長x0，　�。�3分）

當(dāng)桿的速度為v1時彈簧伸長x1，　　（4分）

此時　（1分） �。�2分）　由得　（2分）

（3）（4分）桿最后靜止時，彈簧的彈性勢能與重力勢能均不變，由能量守恒可得

 

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

(19分）如圖所示，光滑斜面的傾角a =30°，在斜面上放置一矩形線框abcd，ab邊的邊長l1= 1m，bc邊的邊長l2 =0. 6ra，線框的質(zhì)量m = 1kg,電阻R=0. 1Ω，線框受到沿光滑斜面向上的恒力F的作用，已知F = 1ON.斜面上ef線（ef//gh）的右方有垂直斜面向上的均勻磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間t的變化情況如B- t圖象所示，時間t是從線框由靜止開始運動時刻起計的.如果線框從靜止開始運動，進(jìn)人磁場最初一段時間是勻速的，ef線和gh的距離s =5.1m，取 g = 10m/s2.求:

(1) 線框進(jìn)人磁場前的加速度；

(2 )線框進(jìn)人磁場時勻速運動的速度v；

(3) ab邊運動到gh線的過程中產(chǎn)生的焦耳熱

 

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科目：高中物理 來源：2013-2014河北石家莊高中畢業(yè)班3月教學(xué)質(zhì)量檢測（二）物理試卷（解析版） 題型：計算題

(19分）如圖所示，在xoy平面內(nèi)，以O'(0,R）為圓心、R為半徑的圓內(nèi)有垂直平面向外的勻強(qiáng)磁場，x軸下方有垂直平面向里的勻強(qiáng)磁場，兩區(qū)域磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等。第四象限有一與x軸成45°角傾斜放置的擋板PQ，P、Q兩點在坐標(biāo)軸上，且OP兩點間的距離大于2R，在圓形磁場的左側(cè)0<y<2R的區(qū)間內(nèi)，均勻分布著質(zhì)量為m、電荷量為＋q的一簇帶電粒子，當(dāng)所有粒子均沿x軸正向以速度v射入圓形磁場區(qū)域時，粒子偏轉(zhuǎn)后都從O點進(jìn)人x軸下方磁場，結(jié)果有一半粒子能打在擋板上。不計粒子重力、不考慮粒子間相互作用力。求：

（1）磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大�。�

（2）擋板端點P的坐標(biāo)；

（3）擋板上被粒子打中的區(qū)域長度。

 

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科目：高中物理 來源：2012-2013學(xué)年福建省福州市高三5月質(zhì)檢物理試卷（解析版） 題型：計算題

(19分）如圖所示，在傾角為30°的光滑斜面上，一勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧一端固定在固定擋板C上，另一端連接一質(zhì)量為m的物體A，—輕細(xì)繩通過定滑輪，一端系在物體A上，另一端有一細(xì)繩套，細(xì)繩與斜面 平行,物體A處于靜止?fàn)顟B(tài)�，F(xiàn)在細(xì)繩套上輕輕掛上一 個質(zhì)量也為m的物體B,A將在斜面上做簡諧運動。試求：

(1)物體A的振幅；

(2)物體A的最大速度值；

(3)物體B下降到最低點時，細(xì)繩對物體B的拉力值。

 

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科目：高中物理 來源：2012-2013學(xué)年四川綿陽高三第二次診斷性考試?yán)砭C試卷物理試卷（解析版） 題型：計算題

(19 分）如圖所示，正方形單匝均勻線框abcd,邊長L=0.4m，每邊電阻相等，總電阻R=0.5Ω。 一根足夠長的絕緣輕質(zhì)細(xì)線跨過兩個輕質(zhì)光滑定滑輪，一端連接正方形線框，另一端連接絕緣物體P,物體P放在一個光滑的足夠長的固定斜面上，斜面傾角θ=30°,斜面上方的細(xì)線與斜面平行。在正方形線框正下方有一有界的勻強(qiáng)磁場，上邊界I和下邊界II都水平， 兩邊界之間距離也是L=0.4m。磁場方向水平，垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=0.5T。 現(xiàn)讓正方形線框的cd邊距上邊界I的正上方高度h=0.9m的位置由靜止釋放，且線框在運動過程中始終與磁場垂直，cd邊始終保持水平，物體P始終在斜面上運動，線框剛好能 以v =3m/S的速度進(jìn)入勻強(qiáng)磁場并勻速通過勻強(qiáng)磁場區(qū)域。釋放前細(xì)線繃緊，重力加速度 g=10m/s2,不計空氣阻力。

(1)線框的cd邊在勻強(qiáng)磁場中運動的過程中，c、d間的電壓是多大？

(2)線框的質(zhì)量m1和物體P的質(zhì)量m2分別是多大？

(3)在cd邊剛進(jìn)入磁場時，給線框施加一個豎直向下的拉力F使線框以進(jìn)入磁場前的加速度勻加速通過磁場區(qū)域，在此過程中，力F做功W=0.23J,求正方形線框cd邊產(chǎn)生的焦耳熱是多少？

 

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科目：高中物理 來源：2011-2012學(xué)年四川省德陽市高三3月第二次診斷性檢測理綜物理試題（解析版） 題型：計算題

(19分）如圖所示，光滑斜面的傾角a =30°，在斜面上放置一矩形線框abcd，ab邊的邊長l1= 1m，bc邊的邊長l2 =0. 6ra，線框的質(zhì)量m = 1kg,電阻R=0. 1Ω，線框受到沿光滑斜面向上的恒力F的作用，已知F = 1ON.斜面上ef線（ef//gh）的右方有垂直斜面向上的均勻磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間t的變化情況如B- t圖象所示，時間t是從線框由靜止開始運動時刻起計的.如果線框從靜止開始運動，進(jìn)人磁場最初一段時間是勻速的，ef線和gh的距離 s =5.1m，取 g = 10m/s2.求:

(1) 線框進(jìn)人磁場前的加速度；

(2 )線框進(jìn)人磁場時勻速運動的速度v；

(3) ab邊運動到gh線的過程中產(chǎn)生的焦耳熱

 

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