如圖所示，傾角=30°、寬度L=1m的足夠長的U形平行光滑金屬導(dǎo)軌固定在磁感應(yīng)強度B=1T、范圍充分大的勻強磁場中，磁場方向垂直導(dǎo)軌平面斜向上.現(xiàn)用一平行導(dǎo)軌的牽引力F，牽引一根質(zhì)量m=0.2kg、電阻R=1、垂直導(dǎo)軌的金屬棒ab，由靜止沿導(dǎo)軌向上移動（ab棒始終與導(dǎo)軌接觸良好且垂直，不計導(dǎo)軌電阻及一切摩擦）。問：

（1）若牽引力為恒力，且F=9N，求金屬棒達到的穩(wěn)定速度v1
（2）若牽引力功率恒為72W，求金屬棒達到的穩(wěn)定速度v2
（3）若金屬棒受向上拉力在斜面導(dǎo)軌上達到某一速度時，突然撤去力，此后金屬棒又前進了0.48m ,從撤力至棒速為0的過程中，金屬棒發(fā)熱1.12J。問撤力時棒速v3多大？

（1）8m/s；（2）8 m/s；（3）4m/s。

解析試題解析：（1）恒力拉動到勻速時，對ab進行受力分析得：F=mgsinθ+BIL，代入數(shù)據(jù)得：
9N=mgsinθ＋B２L２v1/R，解之得v1=8m/s
（2）恒功率拉動到勻速時：F=P/v2
則再對金屬棒受力分析得：P/v2=mgsinθ＋B２L２v2/R ，解得v2=8m/s。
（3）設(shè)撤力后棒向前滑行的最大距離為S，此過程發(fā)熱Q，則根據(jù)動能定理得：0－Ek=W重+W安；
又因為W重=－mg S sinθ，W安=－Q，故m v32/2= mg S sinθ＋Q，代入數(shù)據(jù)得v3=4m/s。
考點：受力分析，電磁感應(yīng)，牛頓第二定律，動能定理，安培力做功等知識。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖甲所示，兩塊長為L（L未知）的平行金屬板M、N，彼此正對，板間距亦為L。現(xiàn)將N板接地，M上電勢隨時間變化規(guī)律如圖乙所示。兩平行金屬板左邊緣的中線處放置一個粒子源，能沿中線方向連續(xù)不斷地放出一定速度的帶正電粒子。已知帶電粒子的荷質(zhì)比，粒子的重力和粒子之間的作用力均可忽略不計。若某時刻粒子源放出的粒子恰能從平行金屬板右邊緣離開電場（設(shè)在每個粒子通過電場區(qū)域的時間內(nèi)，可以把板間的電場看作是恒定的），同時進入金屬板右方磁感強度為T，方向垂直紙面向里的勻強磁場中，一段時間后正粒子垂直打在屏PQ上，屏PQ與金屬板右邊緣的距離為d=0.5m。

求
①粒子在磁場中的速度？
②為完成以上運動帶電粒子應(yīng)在哪個時刻進入電場？

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（14分）在xOy平面第Ⅰ、Ⅱ象限中，存在沿y軸正方向的勻強電場，場強為E＝，在第Ⅲ、Ⅳ象限中，存在垂直于xOy平面方向的勻強磁場,如圖所示,磁感應(yīng)強度B1＝B，B2＝2B．帶電粒子a、b分別從第Ⅰ、Ⅱ象限的P、Q兩點（圖中沒有標(biāo)出）由靜止釋放，結(jié)果兩粒子同時分別進入勻強磁場B1、B2中，再經(jīng)過時間t第一次經(jīng)過y軸時恰在點M（0，－l）處發(fā)生碰撞，碰撞時兩粒子的速度在同一直線上，碰撞前帶電粒子b的速度方向與y軸正方向成60°角，不計粒子重力和兩粒子間相互作用．求：

（1）兩帶電粒子的比荷及在磁場中運動的軌道半徑;
（2）帶電粒子釋放的位置P、Q兩點坐標(biāo)及釋放的時間差．

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（18分）如圖所示，平面直角坐標(biāo)系中，在第二象限內(nèi)有豎直放置的兩平行金屬板，其中右板開有小孔；在第一象限內(nèi)存在內(nèi)、外半徑分別為、R的半圓形區(qū)域，其圓心與小孔的連線與x軸平行，該區(qū)域內(nèi)有磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場，磁場的方向垂直紙面向里：在區(qū)域內(nèi)有電場強度為E的勻強電場，方向與x軸負(fù)方向的夾角為60°。一個質(zhì)量為m，帶電量為－q的粒子（不計重力），從左金屬板由靜止開始經(jīng)過加速后，進入第一象限的勻強磁場。求

（1）若兩金屬板間的電壓為U，粒子離開金屬板進入磁場時的速度是多少：
（2）若粒子在磁場中運動時，剛好不能進入的中心區(qū)域，此情形下粒子在磁場中運動的速度大小。
（3）在（2）情形下，粒子運動到的區(qū)域，它第一次在勻強電場中運動的時間。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖所示，兩金屬桿AB和CD長均為L，電阻均為R，質(zhì)量分別為3m和m。用兩根質(zhì)量和電阻均可忽略的不可伸長的柔軟導(dǎo)線將它們連成閉合回路，并懸掛在水平、光滑、不導(dǎo)電的圓棒兩側(cè)。在金屬桿AB下方有高度為H的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B，方向與回路平面垂直，此時，CD處于磁場中�，F(xiàn)從靜止開始釋放金屬桿AB，經(jīng)過一段時間，AB即將進入磁場的上邊界時，其加速度為零，此時金屬桿CD尚未離開磁場，這一過程中桿AB產(chǎn)生的焦耳熱為Q。則

（1）AB棒剛達到磁場邊界時的速度v1多大？
（2）此過程中金屬桿CD移動的距離h和通過導(dǎo)線截面的電量q分別是多少？
（3）通過計算說明金屬桿AB在磁場中可能具有的速度大小v2在什么范圍內(nèi)；
（4）試分析金屬桿AB在穿過整個磁場區(qū)域過程中可能出現(xiàn)的運動情況（加速度與速度的變化情況）。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（18分）如圖所示，在xOy平面中第一象限內(nèi)有一點P(4，3)，OP所在直線下方有垂直于紙面向里的勻強磁場，OP上方有平行于OP向上的勻強電場，電場強度E＝100V/m。一質(zhì)量m＝1×10－6kg，電荷量q＝2×10－3C帶正電的粒子，從坐標(biāo)原點O以初速度v＝1×103m/s垂直于磁場方向射入磁場，經(jīng)過P點時速度方向與OP垂直并進入電場，在經(jīng)過電場中的M點(圖中未標(biāo)出)時的動能為P點時動能的2倍，不計粒子重力。求：
 
(1)磁感應(yīng)強度的大��；
(2)O、M兩點間的電勢差；
(3)M點的坐標(biāo)及粒子從O運動到M點的時間。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（12分）足夠長的平行金屬導(dǎo)軌MN和PK表面粗糙，與水平面之間的夾角為α，間距為L。垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B，MP間接有阻值為R的電阻，質(zhì)量為m的金屬桿ab垂直導(dǎo)軌放置，其他電阻不計。如圖所示，用恒力F沿導(dǎo)軌平面向下拉金屬桿ab，使金屬桿由靜止開始運動，桿運動的最大速度為vm，t s末金屬桿的速度為v1，，前t s內(nèi)金屬桿的位移為x，（重力加速度為g）求：

（1）金屬桿速度為v1時加速度的大�。�
（2）整個系統(tǒng)在前t s內(nèi)產(chǎn)生的熱量。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖（甲）所示的輪軸，它可以繞垂直于紙面的光滑固定水平軸O轉(zhuǎn)動。輪上繞有輕質(zhì)柔軟細線，線的一端系一重物，另一端系一質(zhì)量為m的金屬桿。在豎直平面內(nèi)有間距為L的足夠長的平行金屬導(dǎo)軌PQ、EF,在QF之間連接有阻值為R的電 阻，其余電阻不計，磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場與導(dǎo)軌平面垂直。開始時金屬桿置于導(dǎo)軌下端，將質(zhì)量為M的重物由靜止釋放，重物最終能勻速下降。運動過程中金屬桿始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，忽略所有摩擦。

(1)重物勻速下降的速度V的大小是多少？
(2)對一定的磁感應(yīng)強度B,重物的質(zhì)量M取不同的值,測出相應(yīng)的重物做勻速運動時的速度，可得出v-M實驗圖線。圖（乙）中畫出了磁感應(yīng)強度分別為B1和B2時的兩條實驗圖線，試根據(jù)實驗結(jié)果計算B1和B2的比值。
(3)若M從靜止到勻速的過程中一目下降的高度為h，求這一過程中R上產(chǎn)生的焦耳熱

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科目：高中物理 來源： 題型：單選題

2014巴西世界杯內(nèi)馬爾用力踢質(zhì)量為0.4 kg的足球，使球由靜止以20m/s的速度飛出．假定他踢球瞬間對球平均作用力是200N，球在水平方向運動了15m停止，.那么他對球所做的功（  ）                   

A．60 J B．80 J C．3000 J D．3060 J 

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同步練習(xí)冊答案