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    精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
    如图所示，固定的光滑金属导轨间距为L，导轨电阻不计，上端a、b间接有阻值为R的电阻，导轨平面与水平面的夹角为θ，且处在磁感应强度大小为B、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中．质量为m、电阻为r的导体棒与固定弹簧相连后放在导轨上．初始时刻，弹簧恰处于自然长度，导体棒具有沿轨道向上的初速度v0．整个运动过程中导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触．已知弹簧的劲度系数为k，弹簧的中心轴线与导轨平行．
    （1）求初始时刻通过电阻R的电流I的大小和方向；
    （2）当导体棒第一次回到初始位置时，速度变为v，求此时导体棒的加速度大小a；
    （3）导体棒最终静止时弹簧的弹性势能为Ep，求导体棒从开始运动直到停止的过程中，电阻R上产生的焦耳热Q．
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    （1）棒产生的感应电动势E1=BLv0
    通过R的电流大小I1=
    E1
    R+r
    =
    BLv0
    R+r

    根据右手定则判断得知：电流方向为b→a        　　　　
    （2）棒产生的感应电动势为E2=BLv
    感应电流I2=
    E2
    R+r
    =
    BLv
    R+r

    棒受到的安培力大小F=BIL=
    B2L2v
    R+r
    ，方向沿斜面向上，如图所示．
    根据牛顿第二定律 有　mgsinθ-F=ma
    解得　a=gsinθ-
    B2L2v
    m(R+r)

    （3）导体棒最终静止，有　mgsinθ=kx
    弹簧的压缩量x=
    mgsinθ
    k

    设整个过程回路产生的焦耳热为Q0，根据能量守恒定律　有
      
    1
    2
    m
    v20
    +mgxsinθ=EP+Q0
    解得 Q0=
    1
    2
    m
    v20
    +
    (mgsinθ)2
    k
    -EP
    电阻R上产生的焦耳热Q=
    R
    R+r
    Q0=
    R
    R+r
    [
    1
    2
    m
    v20
    +
    (mgsinθ)2
    k
    -EP]
    答：
    （1）初始时刻通过电阻R的电流I的大小为
    BLv0
    R+r
    ，方向为b→a；
    （2）此时导体棒的加速度大小a为gsinθ-
    B2L2v
    m(R+r)
    ；
    （3）导体棒从开始运动直到停止的过程中，电阻R上产生的焦耳热Q为
    R
    R+r
    [
    1
    2
    m
    v20
    +
    (mgsinθ)2
    k
    -EP]．
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    如图所示，固定的光滑斜面上，重力为G的物体在一水平推力F作用下处于静止状态．若斜面的倾角为θ，则（　　）

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    如图所示，固定的光滑圆柱体半径R=
    1π
    （m），匀质柔软绳长度L=3m，质量m=0.9kg，搭放在圆柱体上，绳子右端A刚好与圆心O等高．（g=10m/s2）
    （1）若使绳子在如图位置静止，在A端施加的竖直向下的拉力F1多大？
    （2）若给绳一个初速度v0=2m/s，同时给A端竖直向下的力F2，为保持A端在一段时间内竖直向下匀速运动，则力F2与时间t之间满足什么关系？
    （3）若给绳一个初速度v0=2m/s，为使绳能够从圆柱体右侧滑落，在A端施加的竖直向下的拉力至少做多少功？

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    如图所示，固定的光滑竖直杆上套着一个滑块，滑块用轻绳系着绕过光滑的定滑轮O；现以大小不变的拉力F拉绳，使滑块从A点起由静止开始上升，运动到C点时速度达最大．已知：滑块质量为m，滑轮O到竖直杆的距离为d，∠OAO=37°、∠OCO=53°；求：
    （1）拉绳的拉力F；
    （2）滑块运动的最大速度．

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    如图所示，固定的光滑倾斜杆上套有一个质量为m的圆环，圆环与竖直放置的轻质弹簧上端相连，弹簧的下端固定在水平地面上的A 点，开始弹簧恰好处于原长h．现让圆环由静止沿杆滑下，滑到杆的底端（未触及地面）时速度恰好为零，已知当地的重力加速度大小为g．则在圆环下滑的整个过程中（　　）

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    如图所示，固定的光滑圆弧轨道ACB的半径为0.8m，A点与圆心O在同一水平线上，圆弧轨道底端B点与圆心在同一竖直线上．C点离B点的竖直高度为0.2m．物块从轨道上的A点由静止释放，滑过B点后进入足够长的水平传送带，传送带由电动机驱动按图示方向运转，不计物块通过轨道与传送带交接处的动能损失，物块与传送带间的动摩擦因数为0.1，g取10m/s2．若物块从A点下滑到传送带上后，又恰能返回到C点，
    （1）求传送带的速度．
    （2）求物块在传送带上第一次往返所用的时间．

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