（18分）如圖所示，水平固定的平行金屬導(dǎo)軌（電阻不計），間距為l，置于磁感強度為B、方向垂直導(dǎo)軌所在平面的勻強磁場中，導(dǎo)軌左側(cè)接有一阻值為R的電阻和電容為C的電容器。一根與導(dǎo)軌接觸良好的金屬導(dǎo)體棒垂直導(dǎo)軌放置，導(dǎo)體棒的質(zhì)量為m，阻值為r。導(dǎo)體棒在平行于軌道平面且與導(dǎo)體棒垂直的恒力F的作用下由靜止開始向右運動。

（1）若開關(guān)S與電阻相連接，當(dāng)位移為x時，導(dǎo)體棒的速度為v。求此過程中電阻R上產(chǎn)生的熱量以及F作用的時間？
（2）若開關(guān)S與電容器相連接，求經(jīng)過時間t導(dǎo)體棒上產(chǎn)生的熱量是多少？（電容器未被擊穿）

(1)     (2)

解析試題分析：（1）根據(jù)功能關(guān)系有： ，所以電阻R上產(chǎn)生的熱量
 
在F作用過程中根據(jù)牛頓第二定律有：
 對于極短時間內(nèi)有：
根據(jù)純電阻電路中： 帶入上式整理得：
，對等式兩邊求和得：
（2）在F作用過程中根據(jù)牛頓第二定律有：
 由
可得：
所以，導(dǎo)體棒的加速度為：，即導(dǎo)體棒做勻加速運動,電路中由恒定的充電電流。所以，導(dǎo)體棒上產(chǎn)生的熱量為：
考點：功能關(guān)系；牛頓第二定律；電流強度的定義．

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

(18分) 如圖，豎直平面內(nèi)存在水平向右的勻強電場，場強大小E=10N／c，在y≥0的區(qū)域內(nèi)還存在垂直于坐標(biāo)平面向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小B=0.5T一帶電量、質(zhì)量的小球由長的細(xì)線懸掛于點小球可視為質(zhì)點，現(xiàn)將小球拉至水平位置A無初速釋放，小球運動到懸點正下方的坐標(biāo)原點時，懸線突然斷裂，此后小球又恰好能通過點正下方的N點。(g=10m／s)，求：

(1)小球運動到點時的速度大��；
(2)懸線斷裂前瞬間拉力的大��；
(3)間的距離。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

A、B兩個木塊疊放在豎直輕彈簧上，如圖所示，已知mA＝mB＝1kg，輕彈簧的勁度系數(shù)為100N/m.若在木塊A上作用一個豎直向上的力F，使木塊A由靜止開始以2m/s2的加速度豎直向上做勻加速運動．取g＝10m/s2.求：

（1）使木塊A豎直向上做勻加速運動的過程中，力F的最大值是多少？
（2）若木塊A豎直向上做勻加速運動，直到A、B分離的過程中，彈簧的彈性勢能減小了1.28J，則在這個過程中，力F對木塊做的功是多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（14分）如圖甲所示，光滑且足夠長的平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ固定在同一水平面上，兩導(dǎo)軌間距L=0.30m．導(dǎo)軌電阻忽略不計，其間接有定值電阻R=0.40導(dǎo)軌上停放一質(zhì)量為m="0.10" kg、電阻r="0.20" 的金屬桿ab，整個裝置處于磁感應(yīng)強度B=0.50T的勻強磁場中，磁場方向豎直向下．利用一外力F沿水平方向拉金屬桿ab，使之由靜止開始做勻加速直線運動，電壓傳感器可將R兩端的電壓U即時采集并輸入電腦，電腦屏幕描繪出U隨時間t的關(guān)系如圖乙所示．求：
（1）金屬桿加速度的大小；
（2）第2s末外力的瞬時功率，

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（15分）2014年索契冬奧會冰壺比賽在北京時間2月10日-21日進(jìn)行。冰壺比賽是在水平冰面上進(jìn)行的體育項目，比賽場地示意如圖．比賽時運動員在投擲線AB處讓冰壺以v0=2m/s的初速度向圓壘圓心O點滑出，已知圓壘圓心O到AB線的距離為30m，冰壺與冰面間的動摩擦因數(shù)為µ1=0.008(g取10m/s2)．問：
(1)如果在圓壘圓心O有對方的冰壺，則能否與對方冰壺相撞?請通過計算說明理由．
(2)如果在圓壘圓心O有對方的冰壺，為了確保將對方冰壺撞開，運動員可以用毛刷擦冰壺運行前方的冰面，使冰壺與冰面間的動摩擦因數(shù)減小，若用毛刷擦冰面后動摩擦因數(shù)減少至, µ2=0.004，則運動員用毛刷擦冰面的長度應(yīng)大于多少米?

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（19分）如圖裝置中繩子質(zhì)量，滑輪質(zhì)量及摩擦均不計，兩物體質(zhì)量分別為m1=m，m2=4m，m1下端通過勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧與地面相連。

①系統(tǒng)靜止時彈簧處于什么狀態(tài)？形變量Δx為多少？
②用手托住m2，讓m1靜止在彈簧上，繩子繃直，但無拉力，然后放手，m1、m2會上下做簡諧振動，求：m1、m2運動的最大速度分別為多大？
③在②問的情況下，當(dāng)m2下降到最低點，m1上升到最高點時，求：此時m1、m2的加速度的大小各為多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

真空中存在空間范圍足夠大的水平向右的勻強電場。在電場中，若將一個質(zhì)量為m=0.1kg、帶正電的小球由靜止釋放，運動中小球速度與豎直方向夾角為37°�，F(xiàn)將該小球從電場中某點以初速度v0=10m/s豎直向上拋出，（取sin37°＝0.6，cos37°="0.8" ，g=10m/s2）求運動過程中：
（1）小球受到的電場力的大小及方向；
（2）小球從拋出點至最高點的過程中水平位移為多大？
（3）小球從拋出點至最高點的過程中電勢能的變化量。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（14分）如圖所示，將直徑為2R的半圓形導(dǎo)軌固定在豎直面內(nèi)的A、B兩點，直徑AB與豎直方向的夾角為60°。在導(dǎo)軌上套一質(zhì)量為m的小圓環(huán)，原長為2R、勁度系數(shù)的彈性輕繩穿過圓環(huán)且固定在A、B兩點。已知彈性輕繩滿足胡克定律，且形變量為x時具有彈性勢能，重力加速度為g，不計一切摩擦。將圓環(huán)由A點正下方的C點靜止釋放，當(dāng)圓環(huán)運動到導(dǎo)軌的最低點D點時，求

（1）圓環(huán)的速率v；
（2）導(dǎo)軌對圓環(huán)的作用力F的大小?

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖所示,將質(zhì)量為m="1" kg的小物塊放在長為L="1.5" m的小車左端，車的上表面粗糙，物塊與車上表面間動摩擦因數(shù)μ=0.5，直徑d="1.8" m的光滑半圓形軌道固定在水平面上且直徑MON豎直，車的上表面和軌道最低點高度相同，為h="0.65" m，開始車和物塊一起以10 m/s的初速度在光滑水平面上向右運動,車碰到軌道后立即停止運動，取g="10" m/s2，求：

(1)小物塊剛進(jìn)入半圓軌道時對軌道的壓力；
(2)小物塊落地點距車左端的水平距離。

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同步練習(xí)冊答案