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⑵若金屬棒離開(kāi)導(dǎo)軌后的實(shí)際水平射程僅為0.8m.則從閉合電鍵到金屬棒離開(kāi)導(dǎo)軌在金屬棒上產(chǎn)生的焦耳熱為多少? 【查看更多】

. 如圖所示，兩根相距L=1.0m的光滑平行金屬導(dǎo)軌水平固定放置，導(dǎo)軌距水平地面 H=0.8m，導(dǎo)軌的左端通過(guò)電鍵連接一電動(dòng)勢(shì)E=4.0V、內(nèi)阻r=1.0Ω的電源，在距導(dǎo)軌上橫跨一質(zhì)量為m=0.5kg、有效電阻為R=1.0Ω的金屬棒，整個(gè)裝置處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.5T方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。將電鍵接通后，金屬棒在磁場(chǎng)力的作用下沿導(dǎo)軌向右滑動(dòng)，最終滑離導(dǎo)軌．

求：⑴金屬棒在滑動(dòng)過(guò)程中的最大加速度及離開(kāi)導(dǎo)軌后有可能達(dá)到的最大水平射程；

⑵若金屬棒離開(kāi)導(dǎo)軌后的實(shí)際水平射程僅為0.8m，則從閉合電鍵到金屬棒離開(kāi)導(dǎo)軌在金屬棒上產(chǎn)生的焦耳熱為多少？

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如圖所示，兩根相距L=1.0m的光滑平行金屬導(dǎo)軌水平固定放置，導(dǎo)軌距水平地面 H=0.8m，導(dǎo)軌的左端通過(guò)電鍵連接一電動(dòng)勢(shì)E=4.0V、內(nèi)阻r=1.0Ω的電源，在距導(dǎo)軌上橫跨一質(zhì)量為m=0.5kg、有效電阻為R=1.0Ω的金屬棒，整個(gè)裝置處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.5T方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。將電鍵接通后，金屬棒在磁場(chǎng)力的作用下沿導(dǎo)軌向右滑動(dòng)，最終滑離導(dǎo)軌．

求：（1）金屬棒在滑動(dòng)過(guò)程中的最大加速度及離開(kāi)導(dǎo)軌后有可能達(dá)到的最大水平射程；

（2）若金屬棒離開(kāi)導(dǎo)軌后的實(shí)際水平射程僅為0.8m，則從閉合電鍵到金屬棒離開(kāi)導(dǎo)軌在金屬棒上產(chǎn)生的焦耳熱為多少？

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（20分）如圖所示，兩根相距L=1.0m的光滑平行金屬導(dǎo)軌水平固定放置，導(dǎo)軌距水平地面 H=0.8m，導(dǎo)軌的左端通過(guò)電鍵連接一電動(dòng)勢(shì)E=4.0V、內(nèi)阻r=1.0Ω的電源，在距導(dǎo)軌上橫跨一質(zhì)量為m=0.5kg、有效電阻為R=1.0Ω的金屬棒，整個(gè)裝置處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.5T方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。將電鍵接通后，金屬棒在磁場(chǎng)力的作用下沿導(dǎo)軌向右滑動(dòng)，最終滑離導(dǎo)軌．

求：（1）金屬棒在滑動(dòng)過(guò)程中的最大加速度及離開(kāi)導(dǎo)軌后有可能達(dá)到的最大水平射程；

（2）若金屬棒離開(kāi)導(dǎo)軌后的實(shí)際水平射程僅為0.8m，則從閉合電鍵到金屬棒離開(kāi)導(dǎo)軌在金屬棒上產(chǎn)生的焦耳熱為多少？

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（20分）如圖所示，兩根相距L=1.0m的光滑平行金屬導(dǎo)軌水平固定放置，導(dǎo)軌距水平地面H=0.8m，導(dǎo)軌的左端通過(guò)電鍵連接一電動(dòng)勢(shì)E=4.0V、內(nèi)阻r=1.0Ω的電源，在距導(dǎo)軌上橫跨一質(zhì)量為m=0.5kg、有效電阻為R=1.0Ω的金屬棒，整個(gè)裝置處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.5T方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。將電鍵接通后，金屬棒在磁場(chǎng)力的作用下沿導(dǎo)軌向右滑動(dòng)，最終滑離導(dǎo)軌．
求：（1）金屬棒在滑動(dòng)過(guò)程中的最大加速度及離開(kāi)導(dǎo)軌后有可能達(dá)到的最大水平射程；
（2）若金屬棒離開(kāi)導(dǎo)軌后的實(shí)際水平射程僅為0.8m，則從閉合電鍵到金屬棒離開(kāi)導(dǎo)軌在金屬棒上產(chǎn)生的焦耳熱為多少？

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（20分）如圖所示，兩根相距L=1.0m的光滑平行金屬導(dǎo)軌水平固定放置，導(dǎo)軌距水平地面 H=0.8m，導(dǎo)軌的左端通過(guò)電鍵連接一電動(dòng)勢(shì)E=4.0V、內(nèi)阻r=1.0Ω的電源，在距導(dǎo)軌上橫跨一質(zhì)量為m=0.5kg、有效電阻為R=1.0Ω的金屬棒，整個(gè)裝置處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.5T方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。將電鍵接通后，金屬棒在磁場(chǎng)力的作用下沿導(dǎo)軌向右滑動(dòng)，最終滑離導(dǎo)軌．

求：（1）金屬棒在滑動(dòng)過(guò)程中的最大加速度及離開(kāi)導(dǎo)軌后有可能達(dá)到的最大水平射程；

（2）若金屬棒離開(kāi)導(dǎo)軌后的實(shí)際水平射程僅為0.8m，則從閉合電鍵到金屬棒離開(kāi)導(dǎo)軌在金屬棒上產(chǎn)生的焦耳熱為多少？

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一．選擇題

1．Ｄ　

2．ＡCＤ　

3．ＢＣ　

4．Ｂ　

5．ＢＣ　

6．Ｂ　

7．Ｄ　

8．Ａ

9．BD

10．C

二．實(shí)驗(yàn)題

11．（8分）①2.06 ② ③C

12.（10分）①A、C、E ②C

三．計(jì)算題

13. 解：⑴設(shè)木箱與車(chē)廂底板的最大靜摩擦力為f_m，汽車(chē)以加速度a啟動(dòng)時(shí)，細(xì)繩剛好不被拉斷，以木箱為研究對(duì)象，根據(jù)牛頓定律可得：

……………………………………………………………………⑴

而：…………………………………………………………………………⑵

由以上兩式可解得：

………………………………………………………………………⑶

⑵當(dāng)汽車(chē)加速度為a₁時(shí)，細(xì)繩將被拉斷，木箱與車(chē)廂底板發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，設(shè)其加速度為a₂，則：

………………………………………………………………………⑷

設(shè)經(jīng)過(guò)t₁時(shí)間木箱滑出車(chē)廂底板，則應(yīng)滿足：

…………………………………………⑸

木箱離開(kāi)車(chē)廂底板后向前平拋，經(jīng)時(shí)間t₂落地，則：

………………………………………………………………………⑹

而：………………………………………………………………………⑺

由⑷⑸⑹⑺可得：

…………………………………………………………⑻

評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：⑵⑺兩式各1分，⑸式3分，其他各式均2分，共計(jì)15分。

14．解⑴為保證小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力必與重力平衡，由此可判定小球帶正電。即得；

……………………………………………………………………………⑴

⑵小球在復(fù)合場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛侖茲力作為向心力。即：

…………………………………………………………………………⑵

…………………………………………………………………………⑶

由以上兩式可解得：

………………………………………………………………………⑷

⑶若在O點(diǎn)固定另一與A完全相同的帶電小球，則小球A將同時(shí)受到庫(kù)侖斥力，設(shè)此時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度增大到B₁，則：

……………………………………………………………………⑸

由⑵⑸兩式可解得：…………………………………………………………⑹

評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：本題共18分。各式均3分

15解：⑴在電鍵剛閉合時(shí)，回路中電流最大，金屬棒加速度最大。設(shè)此時(shí)回路中電流為I，金屬棒所受安培力為F，則有：……………………………………⑴

……………………………………⑵

根據(jù)牛頓第二定律

………………………………………⑶

代入數(shù)值后得

電鍵閉合后，金屬棒在導(dǎo)軌上做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng)，若金屬棒離導(dǎo)軌右端較遠(yuǎn)，則金屬棒有可能在達(dá)到最大速度后離開(kāi)導(dǎo)軌平拋，這種情況下水平射程最大。設(shè)金屬棒能達(dá)到的最大速度為v_m，從拋出到落地所用時(shí)間為t，則：

………………………………………⑷