【題目】如圖所示，有兩根足夠長、不計電阻，相距L的平行光滑金屬導(dǎo)軌cd、ef與水平面成θ角固定放置，底端接一阻值為R的電阻，在軌道平面內(nèi)有磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場，方向垂直軌道平面斜向上．現(xiàn)有一平行于ce、垂直于導(dǎo)軌、質(zhì)量為m、電阻為r的金屬桿ab，在沿軌道平面向上的恒定拉力F作用下，從底端ce由靜止沿導(dǎo)軌向上運動，當(dāng)ab桿速度達到穩(wěn)定后，撤去拉力F，最后ab桿又沿軌道勻速回到ce端．已知ab桿向上和向下運動的最大速度相等．求：拉力F和桿ab最后回到ce端的速度v．

【答案】解：當(dāng)ab桿沿導(dǎo)軌上滑達到最大速度v時，其受力如圖所示：

由平衡條件可知：F﹣FB﹣mgsinθ=0 ①

又 FB=BIL ②

而 I= ③

聯(lián)立①②③式得：F﹣ ﹣mgsinθ=0 ④

同理可得，ab桿沿導(dǎo)軌下滑達到最大速度時：mgsinθ﹣ =0 ⑤

聯(lián)立④⑤兩式解得：F=2mgsinθ，v=

答：拉力F為2mgsinθ，桿ab最后回到ce端的速度v為 ．


【解析】當(dāng)導(dǎo)體棒上滑達到最大速度時，受重力、拉力、支持力和安培力處于平衡，根據(jù)平衡條件和安培力公式列出表達式；桿下滑時達到最大速度時，受重力、支持力和安培力處于平衡，根據(jù)平衡列出表達式，聯(lián)立兩式解出最大速度和拉力F．
【考點精析】關(guān)于本題考查的電磁感應(yīng)與電路和電磁感應(yīng)與力學(xué)，需要了解用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律確定感應(yīng)電動勢的大小和方向；畫等效電路；運用全電路歐姆定律，串并聯(lián)電路性質(zhì)，電功率等公式聯(lián)立求解；用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律求感應(yīng)電動勢的大小和方向；求回路中電流強度；分析研究導(dǎo)體受力情況（包含安培力，用左手定則確定其方向）；列動力學(xué)方程或平衡方程求解才能得出正確答案．

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】圖示為珍藏于甘肅省博物館的國寶級文物“馬踏飛燕”，駿馬單蹄穩(wěn)穩(wěn)地踏在飛燕上，其矯健的英姿和風(fēng)馳電掣的神情，給人們豐富的想象力和感染力。下列說法正確的是

A. 若將“馬踏飛燕”搬至低緯度的廣州展出，則其所受重力變大

B. 若將“馬踏飛燕”放在加速上升的電梯地板上，則其處于失重狀態(tài)

C. 若將“馬踏飛燕”放在水平地面上，則其對地面的壓力和所受的重力是一對平衡力

D. 馬之所以能單蹄穩(wěn)穩(wěn)地踏在飛燕上，是因為馬和飛燕的重心在一條豎直線上

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】有一內(nèi)阻約為幾十千歐的直流電壓表，實驗小組把多用電表開關(guān)撥至倍率×1k檔，紅黑表筆短接調(diào)零后，直接測量電壓表電阻，兩表顯示如圖，由圖可知電壓表電阻為_________Ω，此時加在電壓表兩端電壓讀數(shù)為_________V

實驗小組利用該電壓表繼續(xù)進行電源電動勢與內(nèi)阻的測量，發(fā)現(xiàn)電源內(nèi)阻很小，為了減少實驗誤差，則在實驗電路圖中S3應(yīng)切換到_________端(選填a或b)。用正確連好的實驗電路圖進行實驗，多次調(diào)節(jié)電阻箱R，讀出多組電阻箱示數(shù)與對應(yīng)的電壓表示數(shù)U，根據(jù)測得的數(shù)據(jù)繪出如圖所示的圖線，已知電阻R1=3.8Ω，則電源電動勢E=_________V內(nèi)阻r=_________Ω。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，水平放置的平行金屬導(dǎo)軌左邊接有電阻R，軌道所在處有豎直向下的勻強磁場，金屬棒ab橫跨導(dǎo)軌，它在外力的作用下向右勻速運動，速度為v．若將金屬棒的運動速度變?yōu)?v，（除R外，其余電阻不計，導(dǎo)軌光滑）則（ ）

A.作用在ab上的外力應(yīng)增大到原來的2倍
B.作用在ab上的外力應(yīng)增大到原來的4倍
C.感應(yīng)電動勢將增大為原來的4倍
D.感應(yīng)電動勢將增大為原來的2倍

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在傾角為的斜坡上有一人，前方有一動物沿斜坡勻速向下奔跑，速度，在二者相距時，此人以速度水平拋出一石塊，打擊動物，人和動物都可看成質(zhì)點．（已知，sin37°=0.6，g=10m/s2）

（1）若動物在斜坡上被石塊擊中，求的大小？

（2）若動物在斜坡末端時，動物離人的高度，此人以速度水平拋出一石塊打擊動物，同時動物開始沿水平面運動，動物速度，動物在水平面上被石塊擊中的情況下，求速度的大��？

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在追尋科學(xué)家研究足跡的過程中，某同學(xué)為探究恒力做功和物體動能變化間的關(guān)系，采用了如圖甲所示的實驗裝置．

（1）實驗時，該同學(xué)用鉤碼的重力表示小車受到的合力，為了減小這種做法帶來的實驗誤差，你認為應(yīng)該采取的措施是______．（填選項前的字母）

A．保證鉤碼的質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量

B．選取打點計時器所打的第1點與第2點 間的距離約為2mm的紙帶來處理數(shù)據(jù)

C．把長木板不帶滑輪的一端適當(dāng)墊高以平 衡摩擦力

D．必須先接通電源再釋放小車

（2）如圖乙所示是實驗中得到的一條紙帶，其中A、B、C、D、E、F是連續(xù)的六個計數(shù)點，相鄰計數(shù)點間的時間間隔為T，相關(guān)計數(shù)點問的距離已在圖中標(biāo)出，測出小車的質(zhì)量為M，鉤碼的總質(zhì)量為m．從打B點到打E點的過程中，合力對小車做的功是 ，小車動能的增量是 （用題中所測各物理量的符號表示）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，一個小孩坐在雪橇上，雪橇與地面間的動摩擦因數(shù)為=0.2，小孩和雪橇的總質(zhì)量為m=40kg，大人用與水平方向成θ=37°角斜向上的力拉雪橇，拉力的大小F=100N．大人拉了20s后撤去拉力直到雪橇停止運動． （sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2）求：

（1）雪橇在拉力的作用下運動的加速度的大小

（2）撤去拉力時雪橇的速度為多大

（3）撤去拉力后到停止運動過程中雪橇的加速度為多大

（4）雪橇在水平面上運動的總位移為多大．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】光電計時器是一種研究物體運動情況的常見儀器．當(dāng)有物體從光電門通過時，光電計時器就可以顯示物體的擋光時間．現(xiàn)利用如圖甲所示裝置探究物體的加速度與合外力、質(zhì)量關(guān)系，其 NQ是水平桌面，PQ是一端帶有滑輪的長木板，1、2是固定在木板上的兩個光電門（與之連接的兩個光電計時器沒有畫出），間距為．小車上固定著用于擋光的窄片K，測得其寬度為d，讓小車從木板的頂端滑下，光電門各自連接的計時器顯示窄片K的擋光時間分別為t1和t2．

（1）該實驗中，在改變小車的質(zhì)量M或沙桶的總質(zhì)量m時，需保持M m（填＞或＜或=或＞＞或＜＜）,這樣做的目的是 ；

（2）用測得的物理量x、d、t1和t2計算加速度的表達式為a = ；

（3）某位同學(xué)經(jīng)過測量、計算得到如下表數(shù)據(jù)，請在圖乙中作出小車加速度與所受合外力的關(guān)系圖像．

組別

1

2

3

4

5

6

7

M/kg

0．58

0．58

0．58

0．58

0．58

0．58

0．58

F/N

0．10

0．15

0．20

0．25

0．30

0．35

0．40

a/m·s-2

0．13

0．17

0．26

0．34

0．43

0．51

0．59

（4）由圖象可以看出，該實驗存在著較大的誤差，產(chǎn)生誤差的主要原因是： ．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，平行板電容器充電后與電源斷開，正極板接地，兩板間有一個帶負電的試探電荷固定在P點。靜電計的金屬球與電容器的負極板連接，外殼接地。以E表示兩板間的場強，φ表示P點的電勢，EP表示該試探電荷在P點的電勢能，θ表示靜電計指針的偏角。若保持負極板不動，將正極板緩慢向右平移一小段距離(靜電計帶電量可忽略不計)，各物理量變化情況描述正確的是（ ）

A. E增大，φ降低，EP減小，θ增大

B. E不變，φ降低，EP增大，θ減小

C. E不變，φ升高，EP減小，θ減小

D. E減小，φ升高，EP減小，θ減小

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同步練習(xí)冊答案