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    (20分)如图所示，de和fg是两根足够长且固定在竖直方向上的光滑金属导轨，导轨间距离为L，电阻忽略不计。在导轨的上端接电动势为E，内阻为r的电源。一质量为m、电阻为R的导体棒ab水平放置于导轨下端e、g处，并与导轨始终接触良好。导体棒与金属导轨、电源、开关构成闭合回路，整个装置所处平面与水平匀强磁场垂直，磁场的磁感应强度为B，方向垂直于纸面向外。已知接通开关S后，导体棒ab由静止开始向上加速运动，求：

    （1）导体棒ab刚开始向上运动时的加速度以及导体棒ab所能达到的最大速度；

    （2）导体棒ab达到最大速度后电源的输出功率；

    （3）分析导体棒ab达到最大速度后的一段时间△t内，整个回路中能量是怎样转化的？并证明能量守恒

     

    【答案】

    （1）

    （2）P

    （3）电源的电能转化为导体棒的机械能和电路中产生的焦耳热之和。

    【解析】

    （1）（10分）导体棒ab刚开始运动时的速度为零，由欧姆定律

                                                     （1分）                                     

    导体棒ab受安培力                   （1分）

    牛顿第二定律                            （1分）

    导体棒ab开始运动时的加速度              （1分）

    设导体棒ab向上运动的最大速度为，当导体棒所受重力与安培力相等时，达到最大速度，回路电流为

                                      （2分）

                                 

    由欧姆定律                                  （2分）

    得                                    （2分）

    （2）（4分）电源的输出功率                       （2分）

    P               （2分）

    （3）（6分）电源的电能转化为导体棒的机械能和电路中产生的焦耳热之和（1分）  

    △t时间内：电源的电能  △E电 = E △t △t                （1分）

    导体棒ab增加的机械能 

    △E机= mg△t = mg△t    （1分）

     

    电路中产生的焦耳热 Q=△t=（R+r）△t    （1分）

    △t时间内，导体棒ab增加的机械能与电路中产生的焦耳热之和为△E’

                             △E’= △E机 + Q                         （1分）

                             △E’= mg△t + （R+r）△t  

    整理得        △E’ △t                          （1分）

    由此得到 △E电 =△ E’，回路中能量守恒

     

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    (20分）如图所示，一对足够长的平行光滑导轨放置在水平面上，两轨道间距l＝0. 20m，定值电阻阻值R=1.0Ω．有一金属杆静止地放在轨道上，与两轨道垂直且接触良好，金属杆与轨道的电阻皆可忽略不计，整个装置处于磁感应强度为B＝0. 50T的匀强磁场中，磁场方向垂直轨道面向下．现用一外力F沿轨道方向拉杆，使之做匀加速运动，测得力F与时间t的关系如图所示．求：
    (1)杆的质量m和加速度a.
    (2)在杆从静止开始运动的20s的时间内，通过电阻R的电量．


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    科目：高中物理 来源： 题型：

    ( 20 分）如图所示，在同一竖直面上，质量为2m的小球A静止在光滑斜面的底部，斜面高度为H＝2L．小球受到弹簧的弹性力作用后，沿斜面向上运动．离开斜面后，运动到最高点时与静止悬挂在此处的小球B发生弹性碰撞（碰撞过程无动能损失），碰撞后球B刚好能摆到与悬点O同一高度，球A沿水平方向抛射落在水平面C上的P点，O点的投影O/与P的距离为L/2．已知球B质量为m，悬绳长L，视两球为质点，重力加速度为g，不计空气阻力，求：

    （1）球B在两球碰撞后一瞬间的速度大小；

    （2）球A在两球碰撞前一瞬间的速度大小；

    （3）弹簧的弹性力对球A所做的功。

     

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    科目：高中物理 来源：2010年广西柳铁一中高三上学期第二次月考（理综）物理 题型：计算题

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    （1）球B在两球碰撞后一瞬间的速度大小；
    （2）球A在两球碰撞前一瞬间的速度大小；
    （3）弹簧的弹性力对球A所做的功。

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    科目：高中物理 来源：2011-2012学年浙江省高三5月模拟考试理科综合物理试卷（解析版） 题型：计算题

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    （1）如只加电场，场强为E，求所有可能到达A点的粒子的速度大小

    （2）如只加磁场，磁感应强度B=mv0/qR,，则在整个圆弧线AKD上显微镜能记录到粒子与无粒子可记录的弧线长度之比为多少。

    （3）若电场强度E、磁感应强度B，且和：将显微镜置于C点，控制粒子源，使其只向K点发射粒子。电场与磁场共存一段时间t1后再撤去磁场，又经时间t2后，粒子到达显微镜。求两段时间的比值t1∶t2。

     

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    （1）球B在两球碰撞后一瞬间的速度大小；

    （2）球A在两球碰撞前一瞬间的速度大小；

    （3）弹簧的弹性力对球A所做的功。

     

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