【題目】近年來多國在研制利用電磁阻尼的方法以代替原來的阻攔索技術(shù)，讓飛機(jī)在航空母艦上降落時獲得較大的加速度。如圖為電磁阻尼裝置示意圖，電阻不計的兩光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ相距為l，導(dǎo)軌放置在絕緣平面上，導(dǎo)軌處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。導(dǎo)軌的右端NQ處接有一個電阻為R的定值電阻。質(zhì)量為m，長度為l、電阻為r的金屬桿ab以初速度v0進(jìn)入磁場區(qū)域。假設(shè)導(dǎo)軌足夠長，整個過程中金屬桿始終與導(dǎo)軌垂直并接觸良好，求：

（1）感應(yīng)電流在電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為多大？

（2）金屬桿進(jìn)入水平導(dǎo)軌后前進(jìn)的距離為多大？

（3）NQ端接電阻，能量以熱量的方式耗散，若將定值電阻R改為電容為C的電容器，可以將飛機(jī)的動能以電能的方式存儲在電容器中，最終電容器儲存的電能為多大？

【答案】（1）（2）；（3）mv02－m2

【解析】

(1)根據(jù)能量守恒，金屬桿的動能轉(zhuǎn)化為熱能，即

Q＝mv02

電阻r和R串聯(lián)，則R上產(chǎn)生的焦耳熱

(2)金屬桿進(jìn)入磁場區(qū)域后受到與運(yùn)動方向相反的安培力的作用，設(shè)經(jīng)過位移x后導(dǎo)體桿速度為0，利用動量定理

－Ft＝0－mv0

F＝BIl

q＝It

得

Blq＝mv0

故

(3)當(dāng)金屬桿切割磁感線運(yùn)動時，將產(chǎn)生感應(yīng)電流，電容器C將被充電，金屬桿和電容器C構(gòu)成的閉合回路中有充電電流存在，金屬桿受到安培力的作用而減速，當(dāng)ab桿以穩(wěn)定速度v勻速運(yùn)動時，

Blv＝UC＝

電容器所帶電量

qC＝It

對金屬桿利用動量定理可得

－BIlt＝mv－mv0

聯(lián)立可求得金屬桿最終速度

根據(jù)能量守恒可得

EC＝mv02－mv2＝mv02－m

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】如圖所示，平行板電容器兩板間距離為d，在兩板間加一固定電壓U在兩板間放入一個半徑為R(2R，d)的絕緣金屬球殼，C、D是直徑上的兩端點，下列說法正確的是( )

A.由于靜電感應(yīng)，C、D兩點電勢差為

B.由于靜電感應(yīng)，球心O處場強(qiáng)水平向右

C.若把球殼接地，再斷開，然后拿走電容器，球殼上將帶正電荷

D.若把球殼接地，再斷開，然后拿走電容器，球殼上將帶負(fù)電荷

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，粗糙水平平臺與水平地面的高度差為h=0.4m，平臺右側(cè)水平地面上方空間存在一豎直向上的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度為E=1×103N/C，平臺右端點Q處（不在電場中）有一可視為質(zhì)點的帶正電滑塊B，其電量為q=7.5×10－3C，質(zhì)量為mB=1.5kg；另一可視為質(zhì)點的滑塊A靜止于平臺上的P點，P點與Q點的距離為s=2.5m，A與平臺間的動摩擦因數(shù)為μ=0.3。現(xiàn)給A施加一水平向右的恒力F=10N，一段時間后撤去F，A再運(yùn)動一段時間后與B發(fā)生彈性正碰，碰后B落在水平地面上距Q點水平距離為x=1.6m的N點，A向左反彈后滑動停止，已知碰撞后B的電量不變，重力加速度g=10m/s2。求：

（1）A與B碰后瞬間B的速度；

（2）滑塊A的質(zhì)量及A與B碰前瞬間A的速度；

（3）恒力F作用的時間。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，水平傳送帶兩端點A、B間的距離為L，傳送帶開始時處于靜止?fàn)顟B(tài)．把一個小物體放到右端的A點，某人用恒定的水平力F使小物體以速度v1勻速滑到左端的B點，拉力F所做的功為W1、功率為P1，這一過程物體和傳送帶之間因摩擦而產(chǎn)生的熱量為Q1．隨后讓傳送帶以v2的速度逆時針勻速運(yùn)動，此人仍然用相同的恒定的水平力F拉物體，使它以相對傳送帶為v1的速度勻速從A滑行到B，這一過程中，拉力F所做的功為W2、功率為P2，物體和傳送帶之間因摩擦而產(chǎn)生的熱量為Q2．下列關(guān)系中正確的是

A. W1＝W2，P1<P2，Q1＝Q2B. W1＝W2，P1<P2，Q1>Q2

C. W1>W2，P1＝P2，Q1>Q2D. W1>W2，P1＝P2，Q1＝Q2

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】現(xiàn)要測定一段粗細(xì)均勻、電阻約為60 Ω的合金絲的電阻率，若已測得其長度，要盡量精確的測量其電阻值R，器材有：

電池組(電動勢3.0 V，內(nèi)阻約為 1 Ω)

電流表(量程0～100 mA，內(nèi)阻約0.5 Ω)

電壓表(量程0～3 V，內(nèi)阻約3 kΩ)

滑動變阻器R1(0～10 Ω，允許最大電流2.0 A)

滑動變阻器R2(0～500 Ω，允許最大電流0.5 A)

開關(guān)一個、導(dǎo)線若干。

（1）以上器材中，所用的滑動變阻器應(yīng)選____________。(填“R1”或“R2”)

（2）用螺旋測微器測量合金絲直徑讀數(shù)為0.703 mm。

（3）如圖所示是測量合金絲電阻的電路，閉合開關(guān)之前，滑動變阻器的滑片應(yīng)移到________。(填“最左端”或“最右端”)

（4）為了更準(zhǔn)確地測出合金絲的阻值，在不更換實驗器材的條件下，對實驗應(yīng)改進(jìn)的是________。(填選項前的字母)

A．電流表連接方式改為內(nèi)接法

B．滑動變阻器連接方式改為限流式

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，圓形區(qū)域內(nèi)有垂直紙面的勻強(qiáng)磁場，三個質(zhì)量和電荷量相同的帶電粒子a、b、c，以不同的速率對準(zhǔn)圓心O沿著AO方向射入磁場，其運(yùn)動軌跡如圖。若帶電粒子只受磁場力的作用。則下列說法正確的是：

A.a粒子動能最大

B.b粒子在磁場中運(yùn)動時間最長

C.c粒子速率最大

D.它們做圓周運(yùn)動的周期Ta<Tb<Tc

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，足夠長的傳送帶以恒定速率順時針運(yùn)行．將一個物體輕輕放在傳送帶底端，第一階段物體被加速到與傳送帶具有相同的速度，第二階段與傳送帶相對靜止，勻速運(yùn)動到達(dá)傳送帶頂端．下列說法中正確的是

A.第一階段摩擦力對物體做正功，第二階段摩擦力對物體不做功

B.第一階段物體和傳送帶間的摩擦生熱等于第一階段物體重力勢能的變化

C.第一階段摩擦力對物體做的功等于第一階段物體動能的增加

D.物體從底端到頂端全過程機(jī)械能的增加等于全過程摩擦力對物體所做的功

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如題圖甲所示，一質(zhì)量為M的木板A靜置于光滑水平面上，質(zhì)量為m可視為質(zhì)點的小物塊B以速度v0從木板左端沿木板上表面向右運(yùn)動，恰好能運(yùn)動到木板右端，已知M=3m，小物塊與木板間動摩擦因素為μ，重力加速度為g，求：

(1)小物塊B恰好運(yùn)動到木板右端時速度大��；

(2)木板長度L；

(3)如題圖乙所示，如果小物塊B以速度2v0從木板左端沿木板上表面向右運(yùn)動，同時對木板施水平向右恒力F，小物塊也恰好能運(yùn)動到木板右端，求恒力F的大小。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，傾角為的軌道底端擋板上固連一輕質(zhì)彈簧，彈簧另一端與質(zhì)量為m 的小滑塊A固連，彈簧處于原長，滑塊A靜止于O點.現(xiàn)有與A完全相同的小滑塊B沿軌道以大小v0的速度勻速下滑，并與A滑塊發(fā)生碰撞，最終滑塊B靜止于O點上方L處.巳知A、B間的碰撞時間極短且是彈性碰撞，彈簧始終在彈性限度內(nèi)，重力加速度為g.

（1）求彈簧的最大壓縮量xm；

（2）現(xiàn)將滑塊B換成質(zhì)量為的小滑塊C，C以及v0的速度勻速下滑，與A發(fā)生碰撞并瞬間連成一個整體，若AC整體能回到O點，求AC整體第一次向上通過O點時的速度大小.

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