[题目]如图所示的装置为了探究导体棒在有磁场存在的斜面上的运动情况..是两条相距为的足够长的金属导轨.放置在倾角均为的对称斜面上.两导轨平滑连接.连接处水平.两导轨右侧接有阻值为的固定电阻.导轨电阻不计.整个装罝处于大小为.方向垂直于左边斜面向上的匀强磁场中.质量为.电阻为的导体棒Ⅰ从左侧导轨足够高处自由释放.运动到底端时与放� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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【题目】如图所示的装置为了探究导体棒在有磁场存在的斜面上的运动情况，、是两条相距为的足够长的金属导轨，放置在倾角均为的对称斜面上，两导轨平滑连接，连接处水平，两导轨右侧接有阻值为的固定电阻，导轨电阻不计。整个装罝处于大小为，方向垂直于左边斜面向上的匀强磁场中。质量为，电阻为的导体棒Ⅰ从左侧导轨足够高处自由释放，运动到底端时与放置在导轨底部的质量也为的绝缘棒Ⅱ发生完全弹性碰撞（等质量的物体发生完全弹性碰撞时，交换速度）。若不计棒与导轨间的摩擦阻力，运动过程中棒Ⅰ和棒Ⅱ与轨道接触良好且始终与轨道垂直，求：

(1)第一次碰撞后，棒Ⅱ沿右侧斜面上滑的最大高度；

(2)第二次碰撞后，棒Ⅰ沿左侧斜面上滑的最大距离为，该过程的时间；

(3)若从释放棒Ⅰ到系统状态不再发生变化的整个过程中，电阻产生的热量为，棒Ⅰ释放点的高度。

【答案】(1) ； (2) 0.15s ； (3) 0.8m。

【解析】

由题意可知考查导体棒在磁场中的运动规律，根据平衡关系、动量定理、功能关系分析计算可得．

(1) 因为是足够长的金属导轨，棒Ⅰ先做加速度逐渐减小的加速运动，后做匀速运动，受力平衡，由平衡关系可得

代入数值可得v=2m/s

因两棒发生完全弹性碰撞，两者速度交换，棒Ⅱ沿右侧斜面向上做减速运动，由机械能守恒可得

代入数值可得

(2) 第二次碰撞后，棒Ⅰ沿左侧斜面向上做减速运动，取沿斜面向上为正，由动量定理可得

联立可得

(3) 棒Ⅰ和电阻R是串联关系，通过的电流时刻相等，所以二者产生的热量之比等于电阻之比

由功能关系可得

联立可得H=0.8m

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B.该车在匀速上升过程中机械能守恒

C.该车在向上减速过程中处于失重状态

D.该车在整个过程中合力所做的功等于机械能的增加量

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