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          如圖12-62所示，兩根足夠長且電阻不計的光滑平行金屬導軌，固定在同一水平面上，勻強磁場垂直于導軌所在的平面.兩根質量均為m且電阻不相同的金屬桿甲和乙跨放在導軌上，兩金屬桿始終與導軌垂直.現(xiàn)在在金屬桿甲上加一個與金屬桿甲垂直且水平向右的恒力F，使金屬桿甲從靜止開始沿導軌向右滑動.與此同時，在金屬桿乙上加上另外一個與金屬桿乙垂直且水平向左的拉力，該拉力的功率恒為P，使金屬桿乙也由靜止開始沿導軌向左滑動.已知經(jīng)過時間t，甲桿位移為s，兩金屬桿上產(chǎn)生的焦耳熱之和為Q，此時兩桿剛好都勻速運動，在該時刻立即撤去作用在乙上的拉力.試求在以后的過程中，甲、乙兩桿組成的系統(tǒng)，最多還能產(chǎn)生多少焦耳熱？
            
            
          圖12-62
          			
          


			
          

		
          
		
		
	
          
		
          
			
          
				
          
				
            
          解析:
          在t時間內(nèi)的過程中，設t秒末甲速度為v1，乙速度為v2．
            
          有：Pt+Fs=Q++
            
          因t秒末二者都勻速，甲、乙兩桿所受的安培力都等于拉力，所以有：P=Fv2
            
          以上聯(lián)合解得：v2=
            
          v1=
            
          t時刻以后的過程中，甲、乙二者組成的系統(tǒng)所受的合外力為零，系統(tǒng)動量守恒．當二者速度大小方向都相同時，回路中電流為零，不再產(chǎn)生焦耳熱，二者都做勻速直線運動，運動方向和v2相同，設共同速度為v，產(chǎn)生的焦耳熱為Q′．由動量守恒得：mv2-mv1=2mv
            
          由能的轉化與守恒得
            
          解得：v=
            
          Q′=[Pt+Fs-Q+]．
          				
          
							
          
			
          
			
          
			
			
          
		
          
	
          

		
          

		





			
          
		
          
		
				
          
				練習冊系列答案
		
          
		
				
			

					
          
				相關習題
			
          
						
		
          
			
          
				科目：高中物理
				來源：
				題型：
			
          

						
          （2009?上海模擬）利用如圖1所示的電路測定電源電動勢和內(nèi)電阻，提供的器材有：
          A．干電池兩節(jié)（每節(jié)電動勢約1.5V，內(nèi)阻未知）
          B．直流電壓表V1、V2（內(nèi)阻很大）
          C．直流電流表A（內(nèi)阻可以忽略不計）
          D．定值電阻R（阻值未知，但不小于5Ω）
          E．滑動變阻器      F．導線和開關
          （1）甲同學利用該電路完成實驗時，由于某根導線發(fā)生斷路故障，因此只記錄到了一個電壓表和電流表的示數(shù)，如下表所示：
          

          


          
U/V
2.62
2.48
2.34
2.20
2.06
1.92
          

          
I/A
0.08
0.12
0.19
0.20
0.24
0.28
          試利用表格中的數(shù)據(jù)在所給的坐標圖中作出U-I圖，由圖象2可知，該同學測得兩節(jié)干電池總的電動勢為
          2.90
          2.90
          V，總內(nèi)阻為
          3.50
          3.50
          Ω．由計算得到的數(shù)據(jù)可以判斷能夠正確讀數(shù)的電壓表應該為表
          V1
          V1
          （填“V1”或“V2”）
          （2）乙同學在找出斷路的導線并調換好的導線后，連接該電路繼續(xù)實驗時，由于電流表發(fā)生短路故障，因此只能記錄下兩個電壓表示數(shù)，該同學利用記錄的數(shù)據(jù)，以表V2示數(shù)U2為橫坐標，表V1示數(shù)U1為縱坐標作圖象，也得到一條不過原點的直線，已知直線的斜率為k，縱軸截距為b，則兩節(jié)干電池總的電動勢大小為
          ε=
          b
          1-k
          ε=
          b
          1-k
          ，兩節(jié)干電池總的內(nèi)阻
          不可以
          不可以
          （填“可以”或“不可以”）求出．
          如果該同學希望通過利用圖象的截距直接得到電源的電動勢，保持U1為縱坐標不變，應該選用
          U1-U2
          U1-U2
          作為橫坐標作圖．
          

			
          

			
          
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				科目：高中物理
				來源：
				題型：
			
          

						
          （2011?湖南一模）利用如圖1所示的電路測定電源的電動勢和內(nèi)電阻，提供的器材有

          （A）干電池兩節(jié)，每節(jié)電池的電動勢約為1.5V，內(nèi)阻未知
          （B）直流電壓表V1、V2，內(nèi)阻很大
          （C）直流電流表A，內(nèi)阻可忽略不計
          （D）定值電阻R0，阻值未知，但不小于5Ω
          （E）滑動變阻器
          （F）導線和開關
          （1）甲同學利用該電路完成實驗時，由于某根導線發(fā)生斷路故障，因此只記錄了一個電壓表和電流表的示數(shù)，如表所示：
          

          


          
U/V
2.62
  2.48
2.34
2.20
2.06
1.92
          

          
I/A
0.08
0.12
0.19
0.20
0.24
0.28
          試利用表格中的數(shù)據(jù)作出U-I圖，由圖象可知，該同學測得兩節(jié)干電池總的電動勢值為
          2.9
          2.9
          V，總內(nèi)阻為
          3.5
          3.5
          Ω．由計算得到的數(shù)據(jù)可以判斷能夠正確示數(shù)的電壓表應為表
          V1
          V1
          （選填“V1”或“V2”）．
          （2）乙同學在找出斷路的導線并調換好的導線后，連接該電路繼續(xù)實驗時，由于電流表發(fā)生短路故障，因此只能記下兩個電壓表的示數(shù)，該同學利用表中的數(shù)據(jù)，以表V1的示數(shù)U1為橫坐標、表V2的示數(shù)U2為縱坐標作圖象，也得到一條不過原點的直線，已知直線的斜率為k，截距大小為b，則兩節(jié)干電池總的電動勢大小為
          b
          1-k
          b
          1-k
          ，兩節(jié)干電池的總內(nèi)阻
          不可以
          不可以
          （選填“可以”或“不可以”）求出．
          

			
          

			
          
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				科目：高中物理
				來源：
				題型：閱讀理解
			
          

						
          （2012?西城區(qū)二模）實驗題
          （1）甲乙兩個同學共同做“驗證牛頓第二定律”的實驗，裝置如圖所示．

          ①兩位同學用砝碼盤（連同砝碼）的重力作為小車（對象）受到的合外力，需要平衡桌面的摩擦力對小車運動的影響．他們將長木板的一端適當墊高，在不掛砝碼盤的情況下，小車能夠自由地做
          勻速直線
          勻速直線
          運動．另外，還應滿足砝碼盤（連同砝碼）的質量m
          遠小于
          遠小于
          小車的質量M．（填“遠小于”、“遠大于”或“近似等于”）
          接下來，甲同學研究：在保持小車的質量不變的條件下，其加速度與其受到的牽引力的關系；乙同學研究：在保持受到的牽引力不變的條件下，小車的加速度與其質量的關系．
          ②甲同學通過對小車所牽引紙帶的測量，就能得出小車的加速度a．圖2是某次實驗所打出的一條紙帶，在紙帶上標出了5個計數(shù)點，在相鄰的兩個計數(shù)點之間還有4個點未標出，圖中數(shù)據(jù)的單位是cm．實驗中使用的電源是頻率f=50Hz的交變電流．根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可以算出小車的加速度a=
          0.343
          0.343
          m/s2．（結果保留三位有效數(shù)字）
          ③乙同學通過給小車增加砝碼來改變小車的質量M，得到小車的加速度a與質量M的數(shù)據(jù)，畫出a～
          1
          M
          圖線后，發(fā)現(xiàn)：當
          1
          M
          較大時，圖線發(fā)生彎曲．于是，該同學后來又對實驗方案進行了進一步地修正，避免了圖線的末端發(fā)生彎曲的現(xiàn)象．那么，該同學的修正方案可能是
          A
          A

          A．改畫a與
          1
          M+m
          的關系圖線       B．改畫a與（M+m）的關系圖線
          C．改畫 a與
          m
          M
          的關系圖線         D．改畫a與
          1
          (M+m)2
          的關系圖線
          （2）在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”實驗中，采用如圖3所示的電路．
          ①請根據(jù)圖3在圖4中進行實物連線．

          ②某同學在實驗中得到下面一組U和I的數(shù)據(jù)：
          

          


          
序號
1
2
3
4
5
6
7
8
9
          

          
U/V
0.05
0.10
0.20
0.30
0.40
1.00
1.50
2.00
3.00
          

          
I/A
0.05
0.08
0.10
0.11
0.12
0.16
0.19
0.22
0.27
          圖5是該同學根據(jù)實驗數(shù)據(jù)描繪出的伏安特性曲線．從圖線上可以看出，當通過小燈泡的電流逐漸增大時，燈絲的阻值逐漸
          增大
          增大
          ；這表明燈絲的電阻率隨溫度升高而
          增大
          增大
          ．（以上兩空均選填“增大”、“不變”或“減小”）
          ③將本實驗中的小燈泡兩端加3.0V的電壓，則小燈泡的實際功率約為
          0.81（0.80～0.82）
          0.81（0.80～0.82）
          W；若直接接在電動勢為3.0V、內(nèi)阻為2.0Ω的直流電源兩端，則小燈泡的實際功率約為
          0.62（0.60～0.64）
          0.62（0.60～0.64）
          W．（以上兩空的結果均保留兩位有效數(shù)字）
          

			
          

			
          
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				科目：高中物理
				來源：
				題型：021
			
          

						
          
如圖所示, 已知一列簡諧橫波的頻率小于5Hz, 橫波在一條直線上傳播, 某時刻的波形如圖中實線所示, 經(jīng)過t＝0.2s后波形變成如圖中虛線所示. 那么它的波速可能是

          [　　]
          

          A. 12.5m/s　　B. 37.5m/s　　C. 62.5m/s　　D. 87.5m/s
          

          

			
          

			
          
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