【題目】光滑平行的金屬導(dǎo)軌MN和PQ,間距L=1.0m,與水平面之間的夾角α=30°,勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2.0T,垂直于導(dǎo)軌平面向上,MP間接有阻值R=2.0Ω的電阻,其它電阻不計(jì),質(zhì)量m=2.0kg的金屬桿ab垂直導(dǎo)軌放置,如圖(a)所示。用恒力F沿導(dǎo)軌平面向上拉金屬桿ab,由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng),vt圖象如圖(b)所示.g=10m/s2，導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)。求：

(1)恒力F的大小；

(2)金屬桿速度為2.0m/s時(shí)的加速度大小；

(3)根據(jù)vt圖象估算在前0.8s內(nèi)電阻上產(chǎn)生的熱量。

【答案】(1)18N(2)2m/s2（3）4.12J

【解析】

（1）由題圖知，桿運(yùn)動(dòng)的最大速度為，

有，代入數(shù)據(jù)解得F=18N．

（2）由牛頓第二定律可得：

得，
（3）由題圖可知0.8s末金屬桿的速度為，前0.8s內(nèi)圖線與t軸所包圍的小方格的個(gè)數(shù)約為28個(gè)，面積為28×0.2×0.2=1.12，即前0.8s內(nèi)金屬桿的位移為，

由能量的轉(zhuǎn)化和守恒定律得：，

代入數(shù)據(jù)解得：．

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】人們對(duì)電場(chǎng)的認(rèn)識(shí)是不斷豐富的，麥克斯韋經(jīng)典電磁場(chǎng)理論指出，除靜止電荷產(chǎn)生的靜電場(chǎng)外，變化的磁場(chǎng)還會(huì)產(chǎn)生感生電場(chǎng)。靜電場(chǎng)和感生電場(chǎng)既有相似之處，又有區(qū)別。電子質(zhì)量為，電荷量為。請(qǐng)分析以下問(wèn)題。

(1)如圖1所示，在金屬絲和金屬板之間加以電壓，金屬絲和金屬板之間會(huì)產(chǎn)生靜電場(chǎng)，金屬絲發(fā)射出的電子在靜電場(chǎng)中加速后，從金屬板的小孔穿出。忽略電子剛剛離開(kāi)金屬絲時(shí)的速度，求電子穿出金屬板時(shí)的速度大小v；

(2)電子感應(yīng)加速器是利用感生電場(chǎng)加速電子的裝置，其基本原理如圖2所示。上圖為側(cè)視圖，為電磁鐵的兩個(gè)磁極，磁極之間有一環(huán)形真空室，下圖為真空室的俯視圖。電磁鐵線圈中電流發(fā)生變化時(shí)，產(chǎn)生的感生電場(chǎng)可以使電子在真空室中加速運(yùn)動(dòng)。

a.如果電子做半徑不變的變加速圓周運(yùn)動(dòng)。已知電子運(yùn)動(dòng)軌跡半徑為，電子軌跡所在處的感生電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小恒為，方向沿軌跡切線方向。求初速為的電子經(jīng)時(shí)間獲得的動(dòng)能及此時(shí)電子所在位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小；

b.在靜電場(chǎng)中，由于靜電力做的功與電荷運(yùn)動(dòng)的路徑無(wú)關(guān)，電荷在靜電場(chǎng)中具有電勢(shì)能，電場(chǎng)中某點(diǎn)的電荷的電勢(shì)能與它的電荷量的比值，叫做這一點(diǎn)的電勢(shì)。試分析說(shuō)明對(duì)加速電子的感生電場(chǎng)是否可以引入電勢(shì)概念。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，小車將一質(zhì)量為的物體從井中拉出，繩與汽車連接點(diǎn)距滑輪頂點(diǎn)高為，開(kāi)始時(shí)汽車靜止于點(diǎn)，且滑輪兩側(cè)的繩都豎直繃緊，汽車以速度水平向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)至細(xì)繩與水平方向的夾角時(shí)，（不計(jì)一切摩擦）則（　�。�

A.運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，物體一直做減速運(yùn)動(dòng)

B.在繩與水平方向的夾角為時(shí)，物體上升的速度為

C.從運(yùn)動(dòng)到繩與水平方向的夾角為過(guò)程中，拉力對(duì)物體做功

D.在繩與水平方向的夾角為時(shí)，拉力做功大于

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】某同學(xué)利用如圖甲所示的裝置探究加速度與合外力的關(guān)系.小車質(zhì)量為M，砂桶和砂的總質(zhì)量為m，通過(guò)改變m來(lái)改變小車所受的合外力大小，小車的加速度a可由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和紙帶測(cè)出.現(xiàn)保持小車質(zhì)量M不變，逐漸增大砂桶和砂的總質(zhì)量m進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，得到多組a、F值(F為彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)).

(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫(huà)出了如圖乙所示的一條過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的傾斜直線，其中縱軸為小車的加速度大小，橫軸應(yīng)為________(選填字母代號(hào))

A. B. C.mg D.F

(2)砂桶和砂的總質(zhì)量較大導(dǎo)致a較大時(shí)，關(guān)于圖乙的說(shuō)法，正確的是___. (選填字母代號(hào))

A.圖線逐漸偏向縱軸 B.圖線逐漸偏向橫軸 C.圖線仍保持原方向不變

(3)圖為上述實(shí)驗(yàn)中打下的一條紙帶，A點(diǎn)為小車剛釋放時(shí)打下的起始點(diǎn)，每?jī)牲c(diǎn)間還有四個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)未畫(huà)出，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的頻率為50 Hz，則C點(diǎn)的速度為________ m/s，小車的加速度為________ m/s2.(以上兩空均保留一位有效數(shù)字)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，一可視為質(zhì)點(diǎn)的小球以初速度v0從O點(diǎn)水平拋出，經(jīng)與兩墻壁七次碰撞后剛好落在豎直墻壁的最低點(diǎn)D，此時(shí)速度與水平方向的夾角為θ，其中A 、C兩點(diǎn)為小球與另一墻壁碰撞的等高點(diǎn)，已知兩墻壁間的距離為d，與墻壁碰撞無(wú)能量損失，且速度滿足光的反射規(guī)律，則下列說(shuō)法正確的是

A. xOA：xAB：xBC：xCD＝1：3：5：7

B. 相鄰兩點(diǎn)間的速度的變化量均不相等；

C. tanθ＝

D. tanθ＝

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，水平轉(zhuǎn)盤(pán)上放有一個(gè)質(zhì)量為m的小物體，小物體離轉(zhuǎn)動(dòng)軸的距離為 r，轉(zhuǎn)軸與小物體間用一根剛好伸直的細(xì)線相連，小物體和轉(zhuǎn)盤(pán)間的最大靜摩擦力等于重力的μ倍，細(xì)線所能承受的最大拉力為3μmg．求:

(1)當(dāng)轉(zhuǎn)盤(pán)角速度為多少時(shí)，細(xì)線的拉力為零?

(2)若小物體始終相對(duì)轉(zhuǎn)盤(pán)靜止，轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的最大角速度是多少?

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】某同學(xué)釆用如圖所示的裝置來(lái)研究光電效應(yīng)現(xiàn)象。某單色光照射光電管的陰極K時(shí)，會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，閉合開(kāi)關(guān)S，在陽(yáng)極A和陰極K之間加反向電壓，通過(guò)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片逐漸增大電壓， 直至電流計(jì)中電流恰為零，此時(shí)電壓表顯示的電壓值U稱為反向截止電壓�，F(xiàn)分別用頻率為v1和v2的單色光照射陰極，測(cè)量到的反向截止電壓分別為U1和U2設(shè)電子質(zhì)量為m，電荷量為e，則下列關(guān)系 式中不正確的是

A.頻率為的單色光照射陰極K時(shí)光電子的最大初速度

B.陰極K金屬的極限頻率

C.普朗克常量

D.陰極K金屬的逸出功

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，電荷量為+q的點(diǎn)電荷與均勻帶電薄板相距為2d，點(diǎn)電荷到帶電薄板的垂線通過(guò)板的幾何中心，垂線上的a、b兩點(diǎn)關(guān)于薄板對(duì)稱，到薄板的距離都是d．若圖中b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為零，則a點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小和方向分別為（靜電力常數(shù)k）（　�。�

A. kq/d2，垂直薄板向左 B. 8kq/9d2，垂直薄板向左

C. 10kq/9d2，垂直薄板向左 D. kq/9d2，垂直薄板向左

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】2019年12月16日，我國(guó)“一箭雙星”將北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的第52、53顆衛(wèi)星送入預(yù)定軌道。北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的某兩顆衛(wèi)星的圓軌道如圖所示，G衛(wèi)星相對(duì)地球靜止，M衛(wèi)星軌道半徑為G衛(wèi)星的倍，下列說(shuō)法正確的是（　�。�

A.G衛(wèi)星可能位于濰坊正上方

B.G衛(wèi)星的線速度是M衛(wèi)星的倍

C.在相等時(shí)間內(nèi)，G衛(wèi)星與地心連線掃過(guò)的面積與M衛(wèi)星相同

D.在相等時(shí)間內(nèi)，G衛(wèi)星與地心連線掃過(guò)的面積是M衛(wèi)星的倍

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