[题目]如图所示,两足够长的平行光滑的金属导轨.PQ相距,导轨平面与水平面的夹角,导轨电阻不计,磁感应强度为的匀强磁场垂直于导轨平面向上.长为的金属棒垂直于.PQ放置在导轨上,且始终与导轨接触良好,金属棒的质量为.电阻为.两金属导轨的上端连接一个灯泡,灯泡的电阻也为.现闭合开关,给金属棒施加一个方向垂直于杆且平行于导轨平面向上的.大小为的恒力,使金属� 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,两足够长的平行光滑的金属导轨、PQ相距,导轨平面与水平面的夹角,导轨电阻不计,磁感应强度为的匀强磁场垂直于导轨平面向上.长为的金属棒垂直于、PQ放置在导轨上,且始终与导轨接触良好,金属棒的质量为、电阻为.两金属导轨的上端连接一个灯泡,灯泡的电阻也为.现闭合开关,给金属棒施加一个方向垂直于杆且平行于导轨平面向上的、大小为的恒力,使金属棒由静止开始运动,当金属棒达到最大速度时,灯泡恰能达到它的额定功率.重力加速度为,求:

（1）金属棒能达到的最大速度;

（2）灯泡的额定功率;

（3）若金属棒上滑距离为时速度恰达到最大,求金属棒由静止开始上滑2的过程中,金属棒上产生的电热.

【答案】（1）（2）（3）

【解析】

试题（1）金属棒先做加速度逐渐减小的加速运动，当加速度为零时，金属棒达到最大速度，此后开始做匀速直线运动。设最大速度为，则速度达到最大时有：

( 1分)

(1分)

( 2分)

解得:(1分)

（2）(2分)

解得：(1分)

（3）设整个电路放出的电热为，由能量守恒定律有：

(2分)

由题意可知(1分)

解得:(1分)

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A. L1逐渐变暗,L2、L3均先变亮,然后逐渐变暗

B. L1逐渐变暗,L2立即熄灭,L3先变亮然后逐渐变暗

C. L2立即熄灭,L1、L3均逐渐变暗

D. L1、L2、L3均先变亮,然后逐渐变暗

【题目】如图所示，斜轨道与半径为R的半圆轨道平滑连接，点A与半圆轨道最高点C等高，B为轨道的最低点（滑块经B点无机械能损失）。现让小滑块（可视为质点）从A点开始以速度沿斜面向下运动，不计一切摩擦，关于滑块运动情况的分析，正确的是（）

A. 若，小滑块恰能通过C点，且离开C点后做自由落体运动

B. 若，小滑块能通过C点，且离开C点后做平抛运动

C. 若，小滑块恰能到达C点，且离开C点后做自由落体运动

D. 若，小滑块恰能到达C点，且离开C点后做平抛运动

【题目】在如图甲所示的半径为r的竖直圆柱形区域内，存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小随时间的变化关系为B=kt（k>0且为常量）。

（1）将一由细导线构成的半径为r、电阻为R0的导体圆环水平固定在上述磁场中，并使圆环中心与磁场区域的中心重合。求在T时间内导体圆环产生的焦耳热。

（2）上述导体圆环之所以会产生电流是因为变化的磁场会在空间激发涡旋电场，该涡旋电场趋使导体内的自由电荷定向移动，形成电流。如图乙所示，变化的磁场产生的涡旋电场存在于磁场内外的广阔空间中，其电场线是在水平面内的一系列沿顺时针方向的同心圆（从上向下看），圆心与磁场区域的中心重合。在半径为r的圆周上，涡旋电场的电场强度大小处处相等，并且可以用计算，其中e为由于磁场变化在半径为r的导体圆环中产生的感生电动势。如图丙所示，在磁场区域的水平面内固定一个内壁光滑的绝缘环形真空细管道，其内环半径为r，管道中心与磁场区域的中心重合。由于细管道半径远远小于r，因此细管道内各处电场强度大小可视为相等的。某时刻，将管道内电荷量为q的带正电小球由静止释放（小球的直径略小于真空细管道的直径），小球受到切向的涡旋电场力的作用而运动，该力将改变小球速度的大小。该涡旋电场力与电场强度的关系和静电力与电场强度的关系相同。假设小球在运动过程中其电荷量保持不变，忽略小球受到的重力、小球运动时激发的磁场以及相对论效应。