[题目]如图所示.两根足够长的平行金属导轨间距l=0.50 m.倾角θ=53°.导轨上端串接电阻R=0.05 Ω.在导轨间长d=0.56 m的区域内.存在方向垂直于导轨平面向下.磁感应强度B=2.0 T的匀强磁场.质量m=4.0 kg的金属棒CD水平置于导轨上.用轻质细绳跨过定滑轮与拉杆GH(GH杆的质量不计)相连.某同学用F=80 N的恒力竖直向下拉� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

【题目】如图所示，两根足够长的平行金属导轨间距l=0.50 m，倾角θ=53°，导轨上端串接电阻R=0.05 Ω。在导轨间长d=0.56 m的区域内，存在方向垂直于导轨平面向下、磁感应强度B=2.0 T的匀强磁场。质量m=4.0 kg的金属棒CD水平置于导轨上，用轻质细绳跨过定滑轮与拉杆GH（GH杆的质量不计）相连。某同学用F=80 N的恒力竖直向下拉动GH杆，使CD棒从图中初始位置由静止开始运动，刚进入磁场时速度为v=2.4 m/s，当CD棒到达磁场上边界时该同学松手。g取10 m/s2，sin 53°=0.8，不计其他电阻和一切摩擦。求∶

(1)CD棒的初始位置与磁场区域下边界的距离s；

(2)该同学松手后，CD棒能继续上升的最大高度h；

(3)在拉升CD棒的过程中，该同学所做的功W和电阻R上产生的热量Q。

【答案】(1)0.24 m；(2)0.288 m；(3)W=64 J，QR=26.88 J

【解析】

(1)CD棒向上运动

F-mgsinθ=ma

解得

a=12m/s2

由运动学公式v2=2as解得

s=0.24 m

(2)刚进入磁场时

E=Blv

由闭合电路欧姆定律

又

F安=BIl

因为

F=mgsinθ+F安

所以CD棒在磁场中做匀速直线运动。

离开磁场后，CD棒沿导轨向上做匀减速运动，由v2=2gxsinθ解得

x=0.36 m

CD棒还能继续上升的最大高度

h=xsinθ=0.288m

(3)该同学所做的功

W=F（s+d）

解得

W=64J

由能量转化和守恒定律得

W=mg[（s+d）sin θ+h]+QR

解得

QR=26.88 J

练习册系列答案

(1)无人机在地面上从静止开始，以最大升力竖直向上起飞，求在t＝5s时离地面的高度h；

(2)当无人机悬停在距离地面高度H＝100m处，由于动力设备故障，无人机突然失去升力而坠落。求无人机坠落到地面时的速度大小v；

(3)在第(2)问条件下，若无人机坠落过程中，由于遥控设备的干预，动力设备重新启动提供向上最大升力。飞行器恢复升力后向下减速时加速度为a2。

【题目】如图所示，矩形线圈abcd匝数n=100匝、面积S＝0.5m2、电阻不计，处于磁感应强度B＝T的匀强磁场中．线圈通过金属滑环E、F与理想变压器原线圈相连，变压器的副线圈接一只“10V，10W”灯泡．接在矩形线圈和原线圈间的熔断器的熔断电流的有效值I =1.5A、电阻忽略不计，现使线圈abcd绕垂直于磁场方向的轴OO′以角速度ω=10rad/s匀速转动，灯泡正常发光．求：

（1）线圈abcd中电动势有效值；

（2）变压器原、副线圈匝数之比；

（3）副线圈中最多可以并联多少盏这样灯泡．

【题目】如图所示，质量为m的物体在斜向上的传送带上由静止释放．传送带由电动机带动，始终保持以速度v匀速斜向上运动．物体在传送带上运动一段时间后与传送带保持相对静止．对于物体从静止释放到相对传送带静止这一过程，下列说法正确的是(　　)

A.物体克服重力做的功为mv2

B.合外力对物体做的功为mv2

C.物体和传送带之间由于摩擦而产生的热量为mv2

D.摩擦力对物体做的功等于物体机械能的增量

【题目】某同学用图（a）所示的装置测量木块与木板之间的动摩擦因数。跨过光滑定滑轮的细线两端分别与木块和弹簧测力计相连，滑轮和木块间的细线保持水平，在木块上方放置砝码缓慢向左拉动水平放置的木板，当木块和砝码相对桌面静止且木板仍在继续滑动时，弹簧测力计的示数即为木块受到的滑动摩擦力的大小。某次实验所得数据已在下表中给出，其中的值可从图（b）中弹簧测力计的示数读出。