（18分）.如圖，阻值不計的光滑金屬導(dǎo)軌MN和PQ水平放置，其最右端間距d為1m，左端MP，接有阻值r=4的電阻，右端NQ與半徑R為2m的光滑豎直半圓形絕緣導(dǎo)軌平滑連接；一根阻值不計的長為L=1.2m，質(zhì)量m=0.5kg的金屬桿ab放在導(dǎo)軌的EF處，EF與NQ平行。在平面NQDC的左側(cè)空間中存在豎直向下的勻強(qiáng)磁場B，平面NQDC的右側(cè)空間中無磁場�，F(xiàn)桿ab以初速度v0=12m/s向右在水平軌道上做勻減速運動，進(jìn)入半圓形導(dǎo)軌后恰能通過最高位置CD并恰又落到EF位置；  (g取10m/s2)

求：(1)桿ab剛進(jìn)入半圓形導(dǎo)軌時，對導(dǎo)軌的壓力：

(2)EF到QN的距離；

(3)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小

 

【答案】

（1）30N（2）4m（3）

【解析】

試題分析：（1）設(shè)桿ab剛進(jìn)入半圓形導(dǎo)軌時速度為，到達(dá)最高位置CD位置時，速度為，由于恰能通過最高點，則： 

解得 

桿ab進(jìn)入半圓形導(dǎo)軌后，由于軌道絕緣，無感應(yīng)電流，則根據(jù)機(jī)械能守恒：  

解得 

設(shè)在最低點時半圓形軌道對桿ab的支持力為N，

則有 

（2）桿ab離開半圓形導(dǎo)軌后做平拋運動，設(shè)經(jīng)時間落到水平導(dǎo)軌上

解得

則桿ab與NQ的水平距離

（3）設(shè)桿ab做勻減速運動的加速度為a

解得

對桿剛要到達(dá)NQ位置進(jìn)行分析

考點：圓周運動向心力來源、動能定理、平拋運動以及常見的電磁感應(yīng)雷問題

點評：本題通過圓周運動知識分析物體經(jīng)過最高點時的力學(xué)條件，通過機(jī)械能守恒定律最后換算處最低處的速度，最后通過支持力與重力合力提供向心力求出未知量。本題還涉及平拋運動，和常見的電磁感應(yīng)類問題

 

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

精英家教網(wǎng)（1）為探究物體下落過程中機(jī)械能是否守恒，采用實驗裝置如圖所示．已知重力加速度大小為g
①其設(shè)計方案如下：讓質(zhì)量為m的立方體小鐵塊從開始端自由下落，開始端至光電門的高度差為h，則此過程中小鐵塊重力勢能的減少量為
 
；若測出小鐵塊通過光電門時的速度v，則此過程中小鐵塊動能增加量為
 
；比較這兩個量之間的關(guān)系就可得出此過程中機(jī)械能是否守恒．
②．具體操作步驟如下：
A．用天平測定小鐵塊的質(zhì)量m；
B．用游標(biāo)卡尺測出立方體小鐵塊的邊長d；
C．用刻度尺測出電磁鐵下端到光電門的距離h；
D．電磁鐵先通電（電源未畫出），讓小鐵塊吸在開始端；
E．?dāng)嚅_電源，讓小鐵塊自由下落；
F．計時裝置記錄小鐵塊經(jīng)過光電門所用時間為t，計算出相應(yīng)速度v；
G．改變光電門的位置，重復(fù)C、D、E、F等步驟，得到七組（hi，
v
2
1
）數(shù)據(jù)；
H．將七組數(shù)據(jù)在v2-h坐標(biāo)系中找到對應(yīng)的坐標(biāo)點，擬合得到如圖所示直線．
上述操作中有一步驟可以省略，你認(rèn)為是
 
（填步驟前的字母）；計算小鐵塊經(jīng)過光電門的速度表達(dá)式v=
 
．
③．在誤差允許范圍內(nèi)，若v2-h圖線斜率k=
 
，則可判斷小鐵塊在下落過程中機(jī)械能守恒．
（2）發(fā)光二極管在生產(chǎn)和生活中得到了廣泛應(yīng)用．正常使用時，帶“+”號的一端接高電勢，帶“-”號的一端接低電勢．某同學(xué)通過實驗描繪它的伏安特性曲線．
①實驗室提供的器材如下：
A．電壓表（3V，內(nèi)阻約10kΩ）         B．電壓表（15V，內(nèi)阻約25kΩ）
C．電流表（50mA，內(nèi)阻約50Ω）       D．電流表（0.6A，內(nèi)阻約1Ω）
E．滑動變阻器（0-10Ω，3A）      F．電源（6V，內(nèi)阻不計）      G．開關(guān)，導(dǎo)線
在做實驗時，電壓表選用
 
，電流表選用
 
（填選項字母）．
②請在圖甲中以筆劃線代替導(dǎo)線，按實驗要求將實物圖中的連線補充完整．
精英家教網(wǎng)
③根據(jù)實驗數(shù)據(jù)描點，請在圖乙所示的坐標(biāo)紙中畫出該發(fā)光二極管的I-U圖線．若該發(fā)光二極管的最佳工作電流為10mA，現(xiàn)將該發(fā)光二極管與電動勢為3V、內(nèi)阻不計的電池組相連，還需串聯(lián)一個阻值R=
 
Ω的電阻，才能使它工作在最佳狀態(tài) （計算結(jié)果保留3位有效數(shù)字）．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

精英家教網(wǎng)（1）如圖所示，兩根足夠長、電阻不計的光滑平行金屬導(dǎo)軌相距為L=lm，導(dǎo)軌平面與水平面成θ=30°角，上端連接R=1.5Ω的電阻，質(zhì)量為m=0.2kg、阻值r=0.5Ω的金屬棒ab放在兩導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌垂直并接觸良好，距離導(dǎo)軌最上端d=4m，整個裝置處于勻強(qiáng)磁場中，磁場的方向垂直導(dǎo)軌平面向上．
①若磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T，將金屬棒釋放，則金屬棒勻速
下滑時電阻R兩端的電壓為
 
V；
②若磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B隨時間變化的關(guān)系式為B=0.5t，在平行于斜面的外力作用下ab棒始終保持靜止，則當(dāng)t=
 
s時外力恰好為零．
（2）利用雙縫干涉測定光的波長實驗中，取雙縫間距d=0.5mm，雙縫與光屏間距離L=0.5m，用某種單色光照射雙縫得到干涉圖象如圖，分劃板在圖中A、B位置時游標(biāo)卡尺讀數(shù)如圖，則圖中A位置的游標(biāo)卡尺讀數(shù)為
 
，B位置的游標(biāo)卡尺讀數(shù)為
 
，單色光的波長為
 
m．
精英家教網(wǎng)
（3）現(xiàn)有以下器材：電流表A（量程0.6A、內(nèi)阻rA=0.5Ω），電阻箱R（量程99.99Ω），待測電阻Rx，直流電源（電動勢E和內(nèi)阻r待測），單刀單擲開關(guān)S1，單刀雙擲開關(guān)S2，帶鐵夾的導(dǎo)線若干．某探究實驗小組設(shè)計如圖所示的實驗電路，用來測定待測電阻的阻值Rx、直流電源的電動勢E和內(nèi)阻r．
精英家教網(wǎng)
①測量電阻Rx的阻值
i、將開關(guān)S1閉合、開關(guān)S2接a，讀出電流表的示數(shù)I1
ii、保持開關(guān)S1閉合，將開關(guān)S2接b，調(diào)節(jié)電阻箱R的阻值，使得電流表的示數(shù)也為I1，此時電阻箱的阻值R=4.00Ω，則Rx=
 
Ω
②測電源的電動勢E和內(nèi)阻r
將開關(guān)S1閉合、開關(guān)S2接b，調(diào)節(jié)電阻箱R的阻值，記下電流表的示數(shù)I，得到若干組R、I的數(shù)據(jù)（見圖），請根據(jù)圖象求得電動勢E=
 
V，內(nèi)阻r=
 
Ω（保留兩位有效數(shù)字）．
精英家教網(wǎng)

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

實驗題
（1）如圖1是用雙縫干涉測光的波長的實驗設(shè)備示圖，圖中①②③④⑤依次是光源、濾光片、單縫、雙縫、光那，調(diào)整實驗裝置使得像屏上可以見到清晰的干涉條紋，關(guān)于干涉條紋的情況，下列敘述哪些是正確的
 
．
A．若將光屏向左平移一小段距離，屏上的干涉條紋將變得不清晰
B．若將光屏向右平移一小段距離，屏上仍有清晰的干涉條紋
C．若將雙縫間的距離d減小，光屏上的兩個相鄰明條紋間的距離變小
D．若將濾光片由綠色換成紅色，光屏上的兩個相鄰暗條紋間的距離增大
精英家教網(wǎng)
（2）影響物質(zhì)材料電阻率的因素很多，一般金屬材料的電阻率隨溫度的升高而增大，而半導(dǎo)體材料的電阻率則與之相反，隨溫度的升高而減小．某課題研究組需要研究某種導(dǎo)電材料的導(dǎo)電規(guī)律，他們用該種導(dǎo)電材料制作成電阻較小的線狀元件Z做實驗，測量元件Z中的電源隨兩端電壓從零逐漸增大過程中的變化規(guī)律．
①他們應(yīng)選用下圖2甲所示的哪個電路進(jìn)行實驗：答：
 

②在答題紙上，按照正確的電路圖，連接圖2乙的實物圖．
③實驗測得元件Z的電壓與電流的關(guān)系如下表所示．根據(jù)表中數(shù)據(jù)，判斷元件Z是金屬材料還是半導(dǎo)體材料？答：
 

U/V 0 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.50 1.60
I/A 0 0.20 0.45 0.80 1.25 1.80 2.80 3.20
④把元件Z接入如圖2丙所示的電路中，當(dāng)電阻R的阻值為R1=2Ω時，電流表的讀數(shù)為1.25A；當(dāng)電阻R的阻值為R2=3.6Ω時；電流表的讀數(shù)為0.80A．結(jié)合上表數(shù)據(jù)，求出電池的電動勢為
 
V，內(nèi)阻為
 
Ω．（不計電流表的內(nèi)阻，結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）
⑤用螺旋測量器測得線狀元件Z的直徑如圖2丁所示，則元件Z的直徑是
 
mm．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（2010?天津模擬）（1）某同學(xué)做“雙縫干涉測光的波長”實驗時，相鄰兩條亮紋間的距離用帶有螺旋測微器的測量頭測出，如圖所示．測量頭的分劃板中心刻線與某亮紋中心對齊時螺旋測微器的示數(shù)為
4.946
4.946
mm．
（2）氣墊導(dǎo)軌是常用的一種實驗儀器．它是利用氣泵使帶孔的導(dǎo)軌與滑塊之間形成氣墊，使滑塊懸浮在導(dǎo)軌上，滑塊在導(dǎo)軌上的運動可視為沒有摩擦．我們可以用帶豎直擋板C和D的氣墊導(dǎo)軌以及滑塊A和B來驗證動量守恒定律，實驗裝置如圖所示（彈簧的長度忽略不計），采用的實驗步驟如下：
a．用天平分別測出滑塊A、B的質(zhì)量mA、mB
b．調(diào)整氣墊導(dǎo)軌，使導(dǎo)軌處于水平
C．在A和B間放入一個被壓縮的輕彈簧，用電動卡銷鎖定，靜止放置在氣墊導(dǎo)軌上
d．用刻度尺測出A的左端至C板的距離L1，
e．按下電鈕放開卡銷，同時使分別記錄滑塊A、B運動時間的計時器開始工作．當(dāng)A、B滑塊分別碰撞C、D擋板時停止計時，記下A、B分別到達(dá)C、D的運動時間t1和t2
①實驗中還應(yīng)測量的物理量是
B的右端至D板的距離L2
B的右端至D板的距離L2
．
②利用上述測量的實驗數(shù)據(jù)，驗證動量守恒定律的表達(dá)式是
mA
L1
t1
-mB
L2
t2
=0
mA
L1
t1
-mB
L2
t2
=0
．
③利用上述實驗數(shù)據(jù)還可以求出被壓縮彈簧的彈性勢能的大小，請寫出彈性勢能表達(dá)式為
EP=
1
2
mA（
L1
t1
）2+
1
2
mB（
L2
t2
）2，
EP=
1
2
mA（
L1
t1
）2+
1
2
mB（
L2
t2
）2，

（3）實驗桌上有下列實驗儀器：
A．待測電源（電動勢約3V，內(nèi)阻約7Ω）：
B．直流電流表（量程0～0.6～3A，0.6A檔的內(nèi)阻約0.5Ω，3A檔的內(nèi)阻約0.1Ω：）
C．直流電壓表（量程0～3～15V，3V檔內(nèi)阻約5kΩ，15V檔內(nèi)阻約25kΩ）：
D．滑動變阻器（阻值范圍為0～15Ω，允許最大電流為1A）：
E．滑動變阻器（阻值范圍為0～1000Ω，允許最大電流為0.2A）：
F．開關(guān)、導(dǎo)線若干：
請解答下列問題：
①利用給出的器材測量電源的電動勢和內(nèi)阻，要求測量有盡可能高的精度且便于調(diào)節(jié)，應(yīng)選擇的滑動變阻器是
D
D
（填代號），應(yīng)選擇的電流表量程是
0～0.6A
0～0.6A
（填量程），應(yīng)選擇的電壓表量程是
0～3V
0～3V
（填量程）．
②根據(jù)某同學(xué)測得的數(shù)據(jù)得知電動勢E=3V，內(nèi)阻r=6Ω，某小燈泡的伏安特性曲線如圖所示，將此小燈泡與上述電源組成閉合回路，此時小燈泡的實際功率為
0.375W
0.375W
W．（保留3位有效數(shù)字）

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：2009-2010學(xué)年天津市六校高三（下）第三次聯(lián)考物理試卷（解析版） 題型：解答題

（1）某同學(xué)做“雙縫干涉測光的波長”實驗時，相鄰兩條亮紋間的距離用帶有螺旋測微器的測量頭測出，如圖所示．測量頭的分劃板中心刻線與某亮紋中心對齊時螺旋測微器的示數(shù)為______mm．
（2）氣墊導(dǎo)軌是常用的一種實驗儀器．它是利用氣泵使帶孔的導(dǎo)軌與滑塊之間形成氣墊，使滑塊懸浮在導(dǎo)軌上，滑塊在導(dǎo)軌上的運動可視為沒有摩擦．我們可以用帶豎直擋板C和D的氣墊導(dǎo)軌以及滑塊A和B來驗證動量守恒定律，實驗裝置如圖所示（彈簧的長度忽略不計），采用的實驗步驟如下：
a．用天平分別測出滑塊A、B的質(zhì)量mA、mB
b．調(diào)整氣墊導(dǎo)軌，使導(dǎo)軌處于水平
C．在A和B間放入一個被壓縮的輕彈簧，用電動卡銷鎖定，靜止放置在氣墊導(dǎo)軌上
d．用刻度尺測出A的左端至C板的距離L1，
e．按下電鈕放開卡銷，同時使分別記錄滑塊A、B運動時間的計時器開始工作．當(dāng)A、B滑塊分別碰撞C、D擋板時停止計時，記下A、B分別到達(dá)C、D的運動時間t1和t2
①實驗中還應(yīng)測量的物理量是______．
②利用上述測量的實驗數(shù)據(jù)，驗證動量守恒定律的表達(dá)式是______．
③利用上述實驗數(shù)據(jù)還可以求出被壓縮彈簧的彈性勢能的大小，請寫出彈性勢能表達(dá)式為______
（3）實驗桌上有下列實驗儀器：
A．待測電源（電動勢約3V，內(nèi)阻約7Ω）：
B．直流電流表（量程0～0.6～3A，0.6A檔的內(nèi)阻約0.5Ω，3A檔的內(nèi)阻約0.1Ω：）
C．直流電壓表（量程0～3～15V，3V檔內(nèi)阻約5kΩ，15V檔內(nèi)阻約25kΩ）：
D．滑動變阻器（阻值范圍為0～15Ω，允許最大電流為1A）：
E．滑動變阻器（阻值范圍為0～1000Ω，允許最大電流為0.2A）：
F．開關(guān)、導(dǎo)線若干：
請解答下列問題：
①利用給出的器材測量電源的電動勢和內(nèi)阻，要求測量有盡可能高的精度且便于調(diào)節(jié)，應(yīng)選擇的滑動變阻器是______（填代號），應(yīng)選擇的電流表量程是______（填量程），應(yīng)選擇的電壓表量程是______（填量程）．
②根據(jù)某同學(xué)測得的數(shù)據(jù)得知電動勢E=3V，內(nèi)阻r=6Ω，某小燈泡的伏安特性曲線如圖所示，將此小燈泡與上述電源組成閉合回路，此時小燈泡的實際功率為______W．（保留3位有效數(shù)字）

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案