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（18分）如圖所示，兩根足夠長的平行金屬導軌固定在傾角的斜面上，導軌電阻不計，間距L=0.4m，導軌所在空間被分成區(qū)域I和II，兩區(qū)域的邊界與斜面的交線為MN，I中的勻強磁場方向垂直斜面向下，II中的勻強磁場方向垂直斜面向上，兩磁場的磁感應強度大小均為B=0.5T。在區(qū)域I中，將質量，電阻的金屬條ab放在導軌上，ab剛好不下滑。然后，在區(qū)域II中將質量，電阻的光滑導體棒cd置于導軌上，由靜止開始下滑，cd在滑動過程中始終處于區(qū)域II的磁場中，ab、cd始終與導軌垂直且兩端與導軌保持良好接觸，取，問

（1）cd下滑的過程中，ab中的電流方向；
（2）ab剛要向上滑動時，cd的速度v多大？
（3）從cd開始下滑到ab剛要向上滑動的過程中，cd滑動的距離x=3.8m，此過程中ab上產生的熱量Q是多少？

（1）由a流向b；（2）；（3）；

解析試題分析：（1）由右手定則可以判斷電流方向由a流向b
（2）開始放置ab剛好不下滑時，ab所受摩擦力為最大摩擦力，設其為Fmax，有
        ①
設ab剛好要上滑時，cd棒的感應電動勢為E，由法拉第電磁感應定律有
         ②
設電路中的感應電流為I，由閉合電路歐姆定律有
        ③
設ab所受安培力為F安，有
         ④
此時ab受到的最大摩擦力方向沿斜面向下，由平衡條件有
      ⑤
聯(lián)立①②③④⑤式，代入數據解得：
                               ⑥
（3）設cd棒的運動過程中電路中產生的總熱量為Q總，由能量守恒定律有
        ⑦
由串聯(lián)電路規(guī)律有
        ⑧
聯(lián)立解得：                  ⑨
考點：共點力平衡、法拉第電磁感應定律、閉合電路歐姆定律、能量守恒定律、串并聯(lián)電路特點

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：單選題

2013年7月，我國東北三省遭受特大暴雨襲擊，給老百姓的生命安全帶來巨大危害，也使人們的財產受到了嚴重損失．如右圖是某一救人的場面，為了營救一被困人員到一條河流的對岸，將一根繩的兩端分別拴在兩岸上的建筑物上，這根繩稱為主繩，主繩上掛一個掛鉤，其下連著一人，人的腰處還連著兩根輔助的繩子，用來調整人的速度及位置．在此人沿著主繩離開建筑物移向對岸的過程中，假設掛鉤與主繩間無摩擦，此人移動緩慢，且兩根輔助繩子處于松馳狀態(tài)，下列說法中正確的是(　　)

A．主繩中的拉力先變小后變大
B．主繩中的拉力先變大后變小
C．主繩中的拉力不變
D．主繩中的拉力變化情況無法確定

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科目：高中物理 來源： 題型：填空題

如圖（1）所示，均勻長方體木塊長b=18cm，高h=16cm，寬L=10cm，被兩個力傳感器支撐起來，兩傳感器間距為a=10cm且到木塊兩邊的距離相等，傳感器能夠將支撐點的受力情況通過數據采集器在計算機屏幕上反映出來�，F(xiàn)用一彈簧測力計水平拉木塊，拉力作用在木塊的中點且緩慢均勻增大，木塊則始終保持靜止狀態(tài)，計算機屏上出現(xiàn)如圖（2）所示的圖線。問：
圖（2）上的直線A反映的是_______________傳感器上的受力情況（“左邊”或“右邊”）彈簧測力計的最大拉力是_______________N。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖，光滑矩形斜面ABCD的傾角，在其上放置一矩形金屬框abcd，ab的邊長，bc的邊長，線框的質量，電阻R=" 0.1Ω" ，線框通過細線繞過定滑輪與重物相連，細線與斜面平行且靠近，重物質量M=2kg，斜面上efgh區(qū)域是有界勻強磁場，磁感應強度的大小B=0.5T，方向垂直于斜面向上;已知ef到gh的距離為0.6m，現(xiàn)讓線框從靜止開始運動(開始時刻，cd與AB邊重合)，在重物M達到地面之前，發(fā)現(xiàn)線框勻速穿過勻強磁場區(qū)域，不計滑輪摩擦，取g=10m/s2。 求:

（1）線框進入磁場前細線所受拉力的大小;
（2）線框從靜止運動開始到ab邊剛進入磁場所用的時間;
（3）線框abcd在整個運動過程中產生的熱量。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（20分）如圖所示，質量均為的物體分別于輕質彈簧的兩端栓接，將它們放在傾角為=30°的光滑斜面上，靜止時彈簧的形變量為x0．斜面底端有固定擋板D，物體C靠在擋板D上．將質量也為m的物體A從斜面上的某點由靜止釋放，與B相碰．已知重力加速度為g，彈簧始終處于彈性限度內，不計空氣阻力．求：

（1）彈簧的勁度系數；
（2）若A與B相碰后粘連在一起開始做簡諧運動，且A與B第一次運動達到最高點時，C對擋板D的壓力恰好為0，求此簡諧運動的振幅；
（3）若將A從另一位置由靜止釋放，A與B相碰后不粘連，但仍立即一起運動，且當B第一次運動到最高點時，C對擋板D的壓力也恰好為零．已知A與B相碰后彈簧第一次恢復原長時B的速度大小為，求相碰后A第一次運動達到的最高點與開始靜止釋放點之間的距離．

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

用L=30cm的細線將質量為4×10-3㎏的帶電小球P懸掛在Ｏ點下，當空中有方向為水平向右，大小為1×104N/C的勻強電場時，小球偏轉37°后處在靜止狀態(tài)。

（1）分析小球的帶電性質；
（2）求小球的帶電量；
（3）求細線的拉力。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖所示，兩根粗細均勻的金屬桿AB和CD的長度均為L，電阻均為R，質量分別為3m和m，用兩根等長的、質量和電阻均不計的、不可伸長的柔軟導線將它們連成閉合回路，懸跨在絕緣的、水平光滑的圓棒兩側，AB和CD處于水平。在金屬桿AB的下方有水平勻強磁場，磁感強度的大小為B，方向與回路平面垂直，此時CD處于磁場中�，F(xiàn)從靜止開始釋放金屬桿AB，經過一段時間（AB、CD始終水平），在AB即將進入磁場的上邊界時，其加速度為零，此時金屬桿CD還處于磁場中，在此過程中金屬桿AB上產生的焦耳熱為Q. 重力加速度為g，試求：
（1）金屬桿AB即將進入磁場上邊界時的速度v1.
（2）在此過程中金屬桿CD移動的距離h和系統(tǒng)機械能減少量.
（3）設金屬桿AB在磁場中運動的速度為v2，通過計算說明v2大小的可能范圍.（設CD始終在磁場中運動）

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖所示，兩平行金屬導軌間的距離L＝0.40m， 金屬導軌所在的平面與水平面夾角，在導軌所在平面內，分布著磁感應強度B＝0.50T、方向垂直于導軌所在平面的勻強磁場．金屬導軌的一端接有電動勢E＝4.5V、內阻r＝0.50Ω的直流電源．現(xiàn)把一個質量m＝0.040kg的導體棒ab放在金屬導軌上，導體棒恰好靜止．導體棒與金屬導軌垂直且接觸良好，導體棒與金屬導軌、接觸的兩點間的電阻R0＝2.5Ω，金屬導軌電阻不 計，g取10m/s2，已知sin37°＝0.60，cos 37°＝0.80，求：

（1）通過導體棒的電流；
（2）導體棒受到的安培力大小；
（3）導體棒受到的摩擦力大小和方向．

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖所示，A、B兩小球帶等量同號電荷，A固定在豎直放置的L=10cm長的絕緣支桿上，B受A的斥力作用靜止于光滑的絕緣斜面上與A等高處，斜面傾角為=300，B的質量為m=360g。

求：（1）B球對斜面的壓力大小 
（2）B 球帶的電荷量大�。╣取10m/s2，結果保留兩位有效數字）。

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