[题目]如图所示.PQ和MN是固定于倾角为30o斜面内的平行光滑金属轨道.轨道足够长.其电阻可忽略不计.金属棒ab.cd放在轨道上.始终与轨道垂直.且接触良好.金属棒ab的质量为2m.cd的质量为m.长度均为L.电阻均为R,两金属棒的长度恰好等于轨道的间距.并与轨道形成闭合回路.整个装置处在垂直斜面向上.磁感应强度为B的匀强磁场中.若锁定金属棒ab不动.使金属棒cd� 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，PQ和MN是固定于倾角为30o斜面内的平行光滑金属轨道，轨道足够长，其电阻可忽略不计。金属棒ab、cd放在轨道上，始终与轨道垂直，且接触良好。金属棒ab的质量为2m、cd的质量为m，长度均为L、电阻均为R；两金属棒的长度恰好等于轨道的间距，并与轨道形成闭合回路。整个装置处在垂直斜面向上、磁感应强度为B的匀强磁场中，若锁定金属棒ab不动，使金属棒cd在与其垂直且沿斜面向上的恒力F=2mg作用下，沿轨道向上做匀速运动。重力加速度为g；

（1）试推导论证：金属棒cd克服安培力做功的功率P安等于电路获得的电功率P电；_________

（2）设金属棒cd做匀速运动中的某时刻t0=0，恒力大小变为F′=1.5mg，方向不变，同时解锁、静止释放金属棒ab，直到t时刻金属棒ab开始做匀速运动；求：

①t时刻以后金属棒ab的热功率Pab _________；

②0～t时刻内通过金属棒ab的电量q ________ ；

【答案】

【解析】（1）金属棒cd做匀速运动的速度为v，

E=BLv

I=E/2R

FA=IBL

金属棒cd克服安培力做功的功率P安 = FAv

电路获得的电功率P电=

由 P安 =

P电=

所以：P安 = P电

（另解：金属棒cd做匀速运动的速度为v，cd杆受力平衡有

联立解得，，

根据：

所以：）

（2）①金属棒ab做匀速运动，则有I1BL=2mgsin30o

金属棒ab的热功率Pab=I12R

由解得：Pab=

②设t后时刻金属棒ab做匀速运动速度为v1，金属棒cd也做匀速运动的速度为v2；

由金属棒ab、金属棒cd组成系统动量守恒：

mv=2mv1+m v2

回路电流 I1=

由解得：金属棒ab做匀速运动速度为v1=

0～t时刻内对金属棒a b分析：在电流为i的很短时间内，速度的该变量为由动量定理得：

对进行求和得：

解得BLq-mgt=2mv1

由解得：q=

（或：设ab、cd杆之间距离变化量为x，则：

设任意时刻，ab杆速度为，cd杆速度为，利用微元求和可得：

对ab杆进行动量定理：

联立可得：

求解得：

练习册系列答案

赢在高考学段衔接提升方案暑假作业光明日报出版社系列答案

衔接训练营暑南海出版公司系列答案

假期作业快乐接力营暑南海出版公司系列答案

暑假创新型自主学习第三学期暑假衔接系列答案

快乐假期培优衔接寒假电子科技大学出版社系列答案

快乐暑假暑假作业内蒙古人民出版社系列答案

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】某同学用如图所示装置探究小车加速度a与所挂钩码质量m的关系。长木板水平固定在桌面上，钩码通过轻质细线绕过定滑轮与小车连接，固定在小车上的纸带穿过打点计时器。已知每个钩码质量相等，分别测得挂1、2、3、4、5、6个钩码时小车的加速度a，得到6组a和m。

（1）下列测量工具中，实验需要的有______（选填序号）。

A. 天平 B. 刻度尺 C. 秒表 D. 弹簧秤

（2）如图是某次实验所打的一条纸带，0、1、2、3、4、5、6是选取的计数点，测得相邻两计数点距离分别是x1、x2、x3、x4、x5、x6，已知任意相邻两计数点间的时间相等为T。则打这条纸带过程中小车的加速度大小的计算公式是a＝_____。要求偶然误差最小。

（3）分析得到的6组a和m的大小关系，发现a与m不是正比关系，该同学认为这是由于长木板是水平的。这位同学将长木板右端抬高，让小车不挂钩码时恰能在长木板上匀速向下运动，重新实验测量得到6组a和m，这6组a和m大小_____（选填“是”或者“不是”）正比关系。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源： 题型：

【题目】如图所示，光滑水平轨道MN、PQ和光滑倾斜轨道NF、QE在Q、N点连接，倾斜轨道倾角为θ，轨道间路均为L.水平轨道间连接着阻值为R的电阻，质量分别为M、m，电阻分别为R、r的导体棒a、b分别放两轨道上，导体棒均与轨道垂直，a导体棒与水平放置的轻质弹簧通过绝缘装置连接，弹簧另一端固定在整直墙壁上。水平轨道所在的空间区域存在竖直向上的匀强磁场，倾斜轨道空间区域存在垂直轨道平面向上的匀强磁场，该磁场区域仅分布在QN和EF所间的区域内，QN、EF路离为d，两个区域内的磁感应强度分别为B1、B2，以QN为分界线且互不影响。现在用一外力F将导体棒a向拉至某一位置处，然后把导体棒b从紧靠分界线QN处由静上释放，导体棒b在出磁场边界EF前已达最大速度。当导体棒b在磁场中运动达稳定状态，撤去作用在a棒上的外力后发现a棒仍能静止一段时间，然后又来回运动并最终停下来。(倾斜轨道足够长，重力加速度为g)求：

(1)导体棒b在倾斜轨道上的最大速度；

(2)若两个区域内的磁感应强度均为B，且导体棒电阻均为R，从b棒开始运动到a棒最终静止的整个过程中，电阻R上产生的热量为Q，求弹簧最初的弹性势能。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源： 题型：

【题目】如图所示，在同一竖直面上，质量为2m的小球A静止在光滑斜面的底部，斜面高度为H＝2L．小球受到弹簧的弹性力作用后，沿斜面向上运动．离开斜面后，运动到最高点时与静止悬挂在此处的小球B发生弹性碰撞（碰撞过程无动能损失），碰撞后球B刚好能摆到与悬点O同一高度，球A沿水平方向抛射落在水平面C上的P点，O点的投影O/与P的距离为L/2．已知球B质量为m，悬绳长L，视两球为质点，重力加速度为g，不计空气阻力，求：

（1）球B在两球碰撞后一瞬间的速度大小；

（2）球A在两球碰撞前一瞬间的速度大小；

（3）弹簧的弹性力对球A所做的功。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源： 题型：

【题目】如图所示，两根相距L=0.8m、电阻不计的平行光滑金属导轨水平放置，一端与阻值R=0.3Ω的电阻相连，导轨x>0一侧存在沿x方向均匀增大的的稳恒磁场，其方向与导轨平面垂直，变化率k=0.5T/m，x=0处磁场的磁感应强度B0=0.5T．一根质量m=0.2kg、电阻r=0.1Ω的金属棒置于导轨上，并与导轨垂直．棒在外力作用下从x=0处以初速度v0=4m/s沿导轨向右运动，运动过程中电阻消耗的功率不变．则（　　）

A. 金属棒从x=0运动到x=3m过程中安培力保持不变

B. 金属棒从x=0运动到x=3m过程中速度一直减小

C. 金属棒从x=0运动到x=3m过程中安培力做功的大小为12J

D. 金属棒从x=0运动到x=3m过程中外力的平均功率为5.6W

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源： 题型：

【题目】质量为m的人造地球卫星与地心的距离为r时，引力势能可表示为，其中G为引力常量，M为地球质量。该卫星原来在半径为R1的轨道I上绕地球做匀速圆周运动，经过椭圆轨道II的变轨过程进入半径为R3圆形轨道III继续绕地球运动，其中P为I轨道与II轨道的切点，Q点为II轨道与III轨道的切点。下列判断正确的是