【題目】如圖所示，間距為l=0.5m的兩平行金屬導(dǎo)軌由水平部分和傾角為θ=30o傾斜部分平滑連接而成。傾斜導(dǎo)軌間通過單刀雙擲開關(guān)連接阻值R=1Ω的電阻和電容C=1F未充電的電容器。傾斜導(dǎo)軌和水平導(dǎo)軌上均存在垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度均為B=1T�，F(xiàn)將開關(guān)S擲向電阻，金屬桿ab從傾斜導(dǎo)軌上端釋放，達(dá)到勻速后進(jìn)入水平導(dǎo)軌，運(yùn)動(dòng)過程中，桿ab與導(dǎo)軌始終接觸良好，且保持與導(dǎo)軌垂直。已知桿ab長(zhǎng)為l=0.5m，質(zhì)量為m=0.25kg，電阻忽略不計(jì)，不計(jì)摩擦阻力和導(dǎo)軌電阻，忽略磁場(chǎng)邊界效應(yīng)。

(1)求桿ab在傾斜導(dǎo)軌上勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度大小；

(2)求桿ab在水平導(dǎo)軌上滑行的距離；

(3)若將開關(guān)S擲向電容，金屬桿ab從傾斜導(dǎo)軌上離低端S=5m處釋放，求桿ab到達(dá)低端的時(shí)間。

【答案】(1)5m/s；(2)5m；(3)2s

【解析】

到達(dá)底端前勻速運(yùn)動(dòng)，可求出到達(dá)底端時(shí)的速度，根據(jù)動(dòng)量定理和流過的電量與位移的關(guān)系可求得水平位移；接入電容器后通過受力分析可推出做勻加速運(yùn)動(dòng)，從而求得運(yùn)動(dòng)時(shí)間。

(1)設(shè)勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)速度大小為v

解得

(2)設(shè)移動(dòng)位移為x

解得

(3)設(shè)到低端的時(shí)間為t

解得

因此運(yùn)動(dòng)的時(shí)間

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】一只氫氣球被一根細(xì)繩拴住，細(xì)繩另一端固定在一個(gè)放在水平地面的物體上，風(fēng)沿水平方向吹來，細(xì)繩偏離豎直方向保持靜止，如圖實(shí)線所示，當(dāng)風(fēng)的方向不變，風(fēng)力變化，細(xì)繩偏離豎直方向到達(dá)如圖虛線所示位置，此時(shí)氣球和物體仍保持靜止，則( )

A.氣球受到的合力變大

B.細(xì)繩對(duì)氣球的拉力增大

C.風(fēng)力變小

D.地面上的物體對(duì)地面的摩擦力變大

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】2019年10月29日，由航天科技集團(tuán)六院801所承擔(dān)推進(jìn)分系統(tǒng)的火星探測(cè)器完成懸停、避障、緩速下降及著陸試驗(yàn)，充分驗(yàn)證了探測(cè)器到達(dá)火星后在降落階段的控制和推進(jìn)工作性能。已知火星的質(zhì)量和半徑分別約為地球的十分之一和二分之一。則下列說法正確的是（　　）

A.火星表面的重力加速度是地球表面加速度的五分之一

B.火星探測(cè)器要懸停，可以保持向下噴出燃料的速度不變和單位時(shí)間內(nèi)噴出燃料的質(zhì)量逐漸減小

C.火星探測(cè)器要向左水平平移，合外力的沖量方向?yàn)橛移?/span>

D.火星探測(cè)器要緩速下降，不需要任何方向噴出燃料

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在研究光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中，用頻率為v的單色光照射陰極K時(shí)，能發(fā)生光電效應(yīng)，并測(cè)得遏止電壓為U。若用上述單色光照射一群處于n=2的激發(fā)態(tài)的氫原子，恰能使氫原于躍遷到n=6的激發(fā)態(tài)，已知電子的帶電荷量為e，真空中的光速為c，普朗克常量為h，氫原子在能級(jí)n上的能量En與基態(tài)的能量E1滿足。下列說法正確的是（　　）

A.光電子的最大初動(dòng)能為hv-eU

B.陰極K的極限頻率為v-

C.氫原子基態(tài)的能量為

D.氫原子的能級(jí)從n=3躍遷到n=2時(shí)發(fā)射出光的波長(zhǎng)為

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，A、B是豎直放置的中心帶有小孔的平行金屬板，兩板間的電壓為U1＝100 V，C、D是水平放置的平行金屬板，板間距離為d＝0.2 m，板的長(zhǎng)度為L＝1 m，P是C板的中心，A、B兩板小孔連線的延長(zhǎng)線與C、D兩板的距離相等，將一個(gè)負(fù)離子(不計(jì)重力）從A板的小孔處由靜止釋放。為了使負(fù)離子能打在P點(diǎn)，C、D兩板間的電壓應(yīng)為多少，哪板電勢(shì)高？

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，虛線1、2、3、4為靜電場(chǎng)中的等勢(shì)面，相鄰的等勢(shì)面之間的電勢(shì)差相等，其中等勢(shì)面3的電勢(shì)為零。一帶正電的點(diǎn)電荷在靜電力的作用下運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過a、b兩點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能分別為26 eV和5 eV，當(dāng)這一點(diǎn)電荷運(yùn)動(dòng)到某一位置，其電勢(shì)能變?yōu)椋?/span>8 eV時(shí)，它的動(dòng)能應(yīng)為

A. 8 eVB. 13 eVC. 20 eVD. 34 eV

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】光滑水平面上有一邊長(zhǎng)為L的正方形區(qū)域處在電場(chǎng)強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，電場(chǎng)方向與正方形一邊平行。一質(zhì)量為m、帶電量為q的小球由某一邊的中點(diǎn)，以垂直于該邊的水平速度V0進(jìn)入該正方形區(qū)域。當(dāng)小球再次運(yùn)動(dòng)到該正方形區(qū)域的邊緣時(shí)，具有的動(dòng)能可能為（ ）

A. B.

C. D.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】2018年12月8日，在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長(zhǎng)征三號(hào)乙運(yùn)載火箭將嫦娥四號(hào)發(fā)射；2019年1月3日，嫦娥四號(hào)成功登陸月球背面，人類首次實(shí)現(xiàn)了月球背面軟著陸。如圖，嫦娥四號(hào)在繞月球橢圓軌道上無(wú)動(dòng)力飛向月球，到達(dá)近月軌道上P點(diǎn)時(shí)的速度為v0，經(jīng)過短暫“太空剎車”，進(jìn)入近月軌道繞月球運(yùn)動(dòng)。已知月球半徑為R，嫦娥四號(hào)的質(zhì)量為m，在近月軌道上運(yùn)行周期為T，引力常量為G，不計(jì)嫦娥四號(hào)的質(zhì)量變化，下列說法正確的是（　�。�

A.嫦娥四號(hào)在橢圓軌道上運(yùn)行時(shí)的機(jī)械能與在近月軌道上運(yùn)行時(shí)的機(jī)械能相等

B.月球的平均密度ρ=

C.嫦娥四號(hào)著陸后在月面上受到的重力大小為

D.“太空剎車”過程中火箭發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)嫦娥四號(hào)做的功為

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，絕緣水平面內(nèi)固定有兩足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌ab和ef，導(dǎo)軌間距為d，兩導(dǎo)軌間分別接有兩個(gè)阻值均為r的定值電阻和，質(zhì)量為m、長(zhǎng)度為d的導(dǎo)體棒PQ放在導(dǎo)軌上，棒始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，不計(jì)導(dǎo)軌與棒的電阻，在空間加上磁感應(yīng)強(qiáng)度小為B、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，兩根完全相同的輕彈簧一端與棒的中點(diǎn)連接，另一端固定，初始時(shí)刻，兩根彈簧恰好處于原長(zhǎng)狀態(tài)且與導(dǎo)軌在同一平面內(nèi)，現(xiàn)使導(dǎo)體棒獲得水平向左的初速度，在導(dǎo)體棒第一次運(yùn)動(dòng)至右端的過程中，上產(chǎn)生的焦耳熱為，下列說法正確的是（　�。�

A.初始時(shí)刻，棒所受安培力的大小為

B.棒第一次回到初始位置時(shí)，的電功率為

C.棒第一次到達(dá)右端時(shí)，兩根彈簧具有的彈性勢(shì)能之和為

D.從初始時(shí)刻至棒第一次到達(dá)左端的過程中，整個(gè)回路產(chǎn)生的焦耳熱為4Q

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