[题目]如图所示.两根平行光滑的金属导轨M1N1P1-M2N2P2由四分之一圆弧部分与水平部分构成.导轨末端固定两根绝缘柱.弧形部分半径r=0.8m.导轨间距L=1m.导轨水平部分处于竖直向上的匀强磁场中.磁感应强度大小为B=2T.两根完全相同的金属棒a.b分别垂直于导轨静止于圆弧顶端M1M2处和水平导轨中某位置.两金属棒质量均为m=1kg.电阻� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

精英家教网 > 高中物理 > 题目详情

【题目】如图所示，两根平行光滑的金属导轨M1N1P1-M2N2P2由四分之一圆弧部分与水平部分构成，导轨末端固定两根绝缘柱，弧形部分半径r=0.8m、导轨间距L=1m，导轨水平部分处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B=2T。两根完全相同的金属棒a、b分别垂直于导轨静止于圆弧顶端M1M2处和水平导轨中某位置，两金属棒质量均为m=1kg、电阻均为。金属棒a由静止释放，沿圆弧导轨滑入水平部分，此后，金属棒b向右运动，在导轨末端与绝缘柱发生碰撞且无机械能损失，金属棒b接触绝缘柱之前两棒均已匀速运动且未发生碰撞。金属棒b与绝缘柱发生碰撞后，在距绝缘柱x1=0.5m的A1A2位置与金属棒a发生碰撞，碰后停在距绝缘柱x2=0.2m的A3A4位置。整个运动过程中金属棒与导轨接触良好，导轨电阻不计，g取10m/s2。求：

(1)金属棒a刚滑入水平导轨时受到的安培力大小，以及金属棒b接触绝缘柱之前两棒匀速运动的速度大小；

(2)金属棒b与绝缘柱碰撞后到与金属棒a碰撞前的过程中，整个回路产生的焦耳热；

(3)证明金属棒a、b之间的碰撞是否是弹性碰撞。

【答案】(1)4N，2m/s；(2)3J；(3)不是

【解析】

(1)金属棒a下滑过程运用动能定理可得

可得

金属棒a刚滑入水平导轨时，感应电动势

回路电流

金属棒a受到的安培力

以金属棒a、b为系统，在碰到绝缘柱之前动量守恒，则有

可得金属棒b接触绝缘柱之前两棒匀速运动的速度大小

(2)金属棒b与绝缘柱发生碰撞后等速率返回，以两金属棒为系统动量仍然守恒，但总动量为零，则有

即任何时刻有

两金属棒相向运动到相碰，位移大小相等均为0.5m电路中的瞬时感应电动势是两棒的叠加，则有

根据欧姆定律可得

金属棒b的安培力

对金属棒b由动量定理

其中

可得

根据能量守恒可得整个回路产生的焦耳热

(3)金属棒a、b碰后，金属棒b减速到零的过程，由动量定理

由法拉第电磁感应定律

电荷量

可得

因为有

所以碰撞过程有动能损失，所以碰撞不是弹性碰撞

练习册系列答案

名师金典高中新课标同步攻略与测评系列答案

高中新课程课时详解精练系列答案

广东初中升学指导与强化训练系列答案

年级	高中课程	年级	初中课程
高一	高一免费课程推荐！	初一	初一免费课程推荐！
高二	高二免费课程推荐！	初二	初二免费课程推荐！
高三	高三免费课程推荐！	初三	初三免费课程推荐！
更多初中、高中辅导课程推荐,点击进入>>

相关习题

科目：高中物理 来源： 题型：

【题目】有一种工作时扇面上能够显示各种图案的创意风扇，如图，其原理是在其中一片扇叶上设置一列发光二极管，当扇叶转动起来时，控制各二极管的明灭就可以显示各种图案了，如图，现令所有二极管保持同步明灭，而且每次发光均持续时间kT2（k<1），每次灭的时间均持续（1k）T2，若扇叶转动的周期为T1，且T1、T2、k均可在较大范围内独立调节。若在某次调试后成功显示出一个“不动”的扇环（非图所示图案），且扇环所对应的圆心角为θ，那么（　　）

A.k一定等于

B.若重新调节，将风扇转速加倍，所看到的图案的圆心角一定变成2θ

C.若重新调节，只要满足T1>kT2，所看到的图案一定为闭合的圆环

D.若重新调节，只要满足T1=nT2（n取1、2、3……），所看到的图案一定是“不动”的

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源： 题型：

【题目】甲、乙为两个在同一直线上运动的物体，，。那么，对甲、乙两物体的判断正确的是（　　）

A.甲的加速度大于乙的加速度B.甲、乙两物体的运动方向一定相反

C.甲、乙两物体的加速度方向一定相反D.甲、乙的速度值都是越来越大的

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源： 题型：

【题目】如图甲所示，为测定物体冲上粗糙斜面能达到的最大位移x与斜面倾角的关系，将某一物体每次以不变的初速率沿足面向上推出，调节斜面与水平方向的夹角，实验测得x与斜面倾角的关系如图乙所示，g取10 m／s2，根据图象可求出( )

A. 物体的初速率

B. 物体与斜面间的动摩擦因数

C. 取不同的倾角，物体在斜面上能达到的位移x的最小值

D. 当某次时，物体达到最大位移后将沿斜面下滑

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源： 题型：

【题目】如图所示，轻质弹簧一端固定，另一端与质量为m、套在粗糙竖直固定杆A处的圆环相连，弹簧水平且处于原长。圆环从A处由静止开始下滑，经过B处的速度最大，到达C处的速度为零，AC=h。圆环在C处获得一竖直向上的速度v，恰好能回到A；弹簧始终在弹性限度之内，重力加速度为g，则圆环（）

A. 下滑过程中，加速度一直减小

B. 下滑过程中，克服摩擦力做功为

C. 在C处，弹簧的弹性势能为

D. 上滑经过B的速度小于下滑经过B的速度

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源： 题型：

【题目】乘坐游乐园的翻滚过山车时，质量为m的人随车在竖直平面内旋转，下列说法正确的是（　）

A.车在最高点时人处于倒坐状态，全靠保险带拉住，没有保险带，人就会掉下来

B.人在最高点时对座位仍可能产生压力

C.人在最低点时对座位的压力可能小于mg

D.人在最低点时对座位的压力一定大于mg

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源： 题型：

【题目】如图所示，小球在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动，内侧壁半径为R，小球半径为r，则下列说法正确的是（　　）

A. 小球通过最高点时的速度v>时，小球对内侧管壁没有作用力

B. 小球的速度v<时，不能通过最高点

C. 小球在水平线ab以下的管道中运动时，外侧管壁对小球一定有作用力

D. 小球在水平线ab以上的管道中运动时，内侧管壁对小球一定有作用力

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源： 题型：

【题目】（1）某电阻丝R的额定电压为3V，为测量其电阻值，某同学先用多用电表粗测其电阻．用已经调零且选择开关指向欧姆挡“×10”档位的多用电表测量，发现指针的偏转角度太大，这时他应将选择开关换成欧姆挡的“_____”档位(选填“×100”或“×1”)，然后进行欧姆调零，再次测量电阻丝的阻值，其表盘及指针所指位置如右图所示，则此段电阻丝的电阻为_______Ω．