【題目】如圖所示，豎直平面內(nèi)有不計(jì)電阻的兩組寬度均為的光滑平行金屬導(dǎo)軌。其上方連接有一個阻值的定值電阻，兩根完全相同、長度均為、電阻均為的金屬桿放置在導(dǎo)軌上。兩金屬桿與導(dǎo)軌始終垂直且接觸良好，虛線下方的區(qū)域內(nèi)存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小、方向垂直豎直平面向里的勻強(qiáng)磁場�，F(xiàn)使金屬桿1固定在磁場的上邊界處，將金屬桿2從磁場邊界上方處由靜止釋放，進(jìn)入磁場后金屬桿2恰好做勻速運(yùn)動。（重力加速度取）

（1）求金屬桿的質(zhì)量。

（2）保持金屬桿1不動，將金屬桿2從磁場邊界上方處由靜止釋放，經(jīng)過一段時間后金屬桿2做勻速運(yùn)動，此過程中整個回路產(chǎn)生了的熱量，求在此過程中通過定值電阻某一橫截面的電荷量。

（3）將金屬桿2仍然從磁場邊界上方處由靜止釋放，在金屬桿2進(jìn)入磁場的同時釋放金屬桿1，兩金屬桿運(yùn)動一段時間后都開始做勻速運(yùn)動，求兩金屬桿做勻速運(yùn)動時的速度大小之和。

【答案】（1）0.1kg（2）0.05C（3）2m/s

【解析】

（1）金屬桿2進(jìn)入磁場前做自由落體運(yùn)動，由vm2=2gh1得金屬桿2進(jìn)入磁場時的速度 ；
金屬桿2進(jìn)入磁場后受力平衡：mg=BIL
且E=BLvm，
解得：

（2） 金屬桿2勻速運(yùn)動時：

聯(lián)立解得：

金屬桿2進(jìn)入磁場到勻速運(yùn)動的過程中，設(shè)金屬桿2在磁場內(nèi)下降x．此過程中，由能量守恒定律有：mg(h+x)＝

解得x=0.1m
又

解得q=0.05C

（3）釋放金屬桿1后，兩桿受力情況相同，且都向下加速，合力等于零時速度最大，設(shè)金屬桿1、2的最大速度分別為v1、v2，有
mg=BIL，且 ，E1=BLv1，E2=BLv2
整理得到：v1+v2=
代入數(shù)據(jù)得：v1+v2=2m/s

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】某同學(xué)想要知道一段金屬絲的長度，由于不便直接用刻度尺測量，該同學(xué)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：

（1）用螺旋測微器測量金屬絲的直徑如圖甲所示，讀得直徑d＝_____cm。

（2）為了比較精確的測出此金屬絲的電阻，該同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖乙的電路。實(shí)驗(yàn)時，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器R1的滑片至合適位置，將a先后與b、c連接，發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)變化較大，電壓表示數(shù)變化不明顯，則測量時應(yīng)將a接_____（選填“b“或“c”）。按此連接測量，測量結(jié)果相比真實(shí)值_____（選填“偏大”或“偏小”）。

（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)測得的數(shù)據(jù)，得到如圖丙所示的U﹣I圖象，根據(jù)圖象可得待測電阻R＝_____Ω（保留兩位有效數(shù)字）。

（4）若已知金屬絲的電阻率為ρ，則這卷金屬絲的長度L＝_____（用R、d、ρ表示）。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在邊長為的等邊三角形區(qū)域內(nèi)存在方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場�，F(xiàn)有質(zhì)量均為、帶電荷量均為的三個粒子、、，分別以大小不同的速度沿與邊成角的方向垂直射入磁場，然后從邊界穿出，、、三個粒子穿出磁場時的位置與點(diǎn)的距離分別為、、。不計(jì)粒子重力及粒子間的相互作用，則下列說法正確的是（ ）

A. 粒子在磁場中運(yùn)動軌跡的半徑為

B. 、、三個粒子的初速度大小之比為

C. 、、三個粒子從磁場中穿出時的速度方向均與邊界垂直

D. 僅將磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小增加一半，則粒子從點(diǎn)穿出磁場

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，兩根完全相同的輕質(zhì)彈簧和一根繃緊的輕質(zhì)細(xì)線將甲、乙兩物塊束縛在光滑水平面上。已知物塊甲的質(zhì)量是物塊乙質(zhì)量的4倍，彈簧振子做簡諧運(yùn)動的周期，式中為振子的質(zhì)量，為彈簧的勁度系數(shù)。當(dāng)細(xì)線突然斷開后，兩物塊都開始做簡諧運(yùn)動，在運(yùn)動過程中，下列說法正確的是________。

A. 物塊甲的振幅是物塊乙振幅的4倍

B. 物塊甲的振幅等于物塊乙的振幅

C. 物塊甲的最大速度是物塊乙最大速度的

D. 物塊甲的振動周期是物塊乙振動周期的2倍

E. 物塊甲的振動頻率是物塊乙振動頻率的2倍

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，粒子回旋加速器由兩個D形金屬盒組成，兩個D形盒正中間開有一條窄縫。兩個D形盒處在勻強(qiáng)磁場中并接有高頻交變電壓，使正粒子每經(jīng)過窄縫都被加速。中心S處的粒子源產(chǎn)生初速度為零的正粒子，經(jīng)狹縫電壓加速后，進(jìn)入D形盒中。已知正粒子的電荷量為q，質(zhì)量為m，加速時電極間電壓大小為U，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，D形盒的半徑為R。每次加速的時間很短，可以忽略不計(jì)。下列說法正確的是( )

A. 交變電壓的頻率為

B. 交變電壓的頻率為

C. 粒子能獲得的最大動能為

D. 粒子能被加速的最多次數(shù)為

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】圖甲是用來探究加速度和力之間關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖，圖乙是其俯視圖．兩個質(zhì)量相等的小車，放在水平桌面上，前端各系一條細(xì)繩，繩的另一端跨過定滑輪各掛一個小盤，盤里可主入砝碼．兩個小車通過細(xì)經(jīng)用夾子固定，打開夾子，小盤和砝碼牽引小車運(yùn)動，合上夾子，兩小車同時停止．實(shí)驗(yàn)中可以通過在小盤中增減砝碼來改變小車所受的拉力．為了探究加速度大小和力大小之間的關(guān)系，下列做法中正確的是（　�。�

A. 使小盤和砝碼的總質(zhì)量盡可能與小車質(zhì)量相等

B. 用刻度尺測量兩小車通過的位移，通過比較位移來得知加速度大小與力大小之間的關(guān)系

C. 在兩小盤內(nèi)及兩小車內(nèi)分別放置相同質(zhì)量的砝碼進(jìn)行實(shí)驗(yàn)

D. 在兩小盤內(nèi)放置相同質(zhì)量的砝碼，在兩小車內(nèi)放置不同質(zhì)量的砝碼進(jìn)行實(shí)驗(yàn)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，AB為豎直的光滑圓弧絕緣軌道，其半徑為0.5m，A點(diǎn)與圓心O等高，最低點(diǎn)B與絕緣水平面平滑連接，整個軌道處在水平向右的勻強(qiáng)電場中，場強(qiáng)為5×103N/C.將一個質(zhì)量為0.1kg，電荷量為+8×105C的滑塊（可視為指點(diǎn)）從A 由靜止釋放，已知滑塊與水平面間的動摩擦因數(shù)為0.05，取g=10m/s2，則滑塊

A. 第一次經(jīng)過B點(diǎn)時速度值為m/s

B. 第一次經(jīng)過B點(diǎn)是對B點(diǎn)的壓力為1.2N

C. 在水平面向右運(yùn)動的加速度值為3.5m/s2

D. 在水平面上通過的總路程為6m

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】橡皮筋也像彈簧一樣，在彈性限度內(nèi)伸長量x與彈力F成正比，即F=kx，k的值與橡皮筋的原長L、橫截面積S有關(guān)，理論與實(shí)驗(yàn)都證明，其中Y是由材料決定的常數(shù)，材料力學(xué)中稱之為楊氏模量

（1）在國際單位中，楊氏模量Y的單位應(yīng)為

A．N

B．m

C．N/m

D．

（2）某同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)測得該橡皮筋的一些數(shù)據(jù)，做出了外力F與伸長量x之間的關(guān)系圖像如圖所示，由圖像可求得該橡皮筋的勁度系數(shù)k="______________" N/m

（3）若橡皮條的原長為10．0cm，面積為1．0，則該橡皮筋的楊氏模量Y的大小是_________（只填數(shù)字，單位�。�1）中正確單位，結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，足夠長的粗糙絕緣斜面與水平面成θ=37°放置，在斜面上虛線aa′和bb′與斜面底邊平行，在aa′b′b圍成的區(qū)域有垂直斜面向上的有界勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=1T；現(xiàn)有一質(zhì)量為m=10g，總電阻為R=1Ω，邊長d=0.1m的正方形金屬線圈MNPQ，讓PQ邊與斜面底邊平行，從斜面上端靜止釋放，線圈剛好勻速穿過磁場．已知線圈與斜面間的動摩擦因數(shù)為μ=0.5，（取g=10m/s2；sin37°=0.6，cos37°=0.8）求：

（1）線圈進(jìn)入磁場區(qū)域時，受到安培力大小；

（2）線圈釋放時，PQ邊到bb′的距離；

（3）整個線圈穿過磁場的過程中，線圈上產(chǎn)生的焦耳熱．

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