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        1. 如圖所示,粗糙的平行金屬導(dǎo)軌傾斜放置,導(dǎo)軌電阻不計(jì),頂端QQ′之間連接一個(gè)阻值為R的電阻和開關(guān)S,底端PP′處有一小段水平軌道相連,勻強(qiáng)磁場(chǎng)B垂直于傾斜導(dǎo)軌平面.?dāng)嚅_開關(guān)S,一根質(zhì)量為m、長(zhǎng)為l、不計(jì)電阻的金屬棒從AA′處由靜止釋放,落在水平面上的FF′處;閉合開關(guān)S,金屬棒仍從AA′處由靜止滑下,落在水平面上的EE′處;開關(guān)S仍閉合,金屬棒從CC′(圖中未標(biāo)出)處由靜止滑下,仍落在水平面上的EE′處.(忽略金屬棒經(jīng)過(guò)PP′處的能量損失)測(cè)得相關(guān)數(shù)據(jù)如圖所示,則下列說(shuō)法正確的是(  )
          分析:金屬棒從軌道上滑到底端后,做平拋運(yùn)動(dòng),根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的知識(shí),可以求出棒滑到底端時(shí)的速度大;開關(guān)閉合后,金屬棒下滑時(shí),需要克服安培力做功,因此平拋的水平距離將減小,進(jìn)一步根據(jù)功能關(guān)系可以求出電阻R上產(chǎn)生的熱量.
          解答:解:A、S斷開時(shí),金屬棒離開斜面底端后做平拋運(yùn)動(dòng),有:
           h=
          1
          2
          gt2
           x1=v1t ②
          解得:v1=x1
          g
          2h

          對(duì)于金屬棒在斜面上下滑的過(guò)程,根據(jù)
          v
          2
          1
          =2as,解得:a=
          x
          2
          1
          g
          4hs
          ,故A錯(cuò)誤;
          B、開關(guān)S閉合時(shí)導(dǎo)體棒要克服安培力做功,根據(jù)功能關(guān)系以及安培力對(duì)位移的積分即為產(chǎn)生熱量得出,
            B=
          x1
          2l
          4
          2m2R2g
          s2x22h
          ,故B正確.
          C、開關(guān)S閉合,金屬棒從AA′處由靜止滑下,棒落在水平面上的EE′處,故此過(guò)程棒平拋運(yùn)動(dòng)的初速度為:
           v2=x2
          g
          2h

          根據(jù)能量守恒定律得:
            開關(guān)S斷開時(shí),金屬棒從AA′處滑到PP′處的過(guò)程,有:mgs?sinα-fs=
          1
          2
          m
          v
          2
          1

            開關(guān)S閉合時(shí),金屬棒從AA′處滑到PP′處的過(guò)程,有:mgs?sinα-fs=Q+
          1
          2
          m
          v
          2
          2

          聯(lián)立上兩式得:Q=
          1
          2
          m
          v
          2
          1
          -
          1
          2
          m
          v
          2
          2
          =
          1
          2
          m(x1
          g
          2h
          )2
          -
          1
          2
          m(x2
          g
          2h
          )2
          =
          mg
          4h
          (x12-x22)
          .故C正確;
          D、當(dāng)S閉合,金屬棒從導(dǎo)軌上滑下時(shí),需要克服安培力做功,根據(jù)動(dòng)能定理可知,金屬棒從相同位置滑下時(shí),開關(guān)S不閉合要比閉合時(shí)滑到底端的速度大,本題中由于棒仍落在水平面上的EE′處,說(shuō)明平拋時(shí)初速度與從AA′處由靜止開始滑下到底端時(shí)速度相同,即開關(guān)不閉合與開關(guān)閉合時(shí),金屬棒滑到底端的速度相同,因此CC′一定在AA′的上方,故D正確;
          故選:BCD.
          點(diǎn)評(píng):本題首先要掌握平拋運(yùn)動(dòng)的研究方法,其次能運(yùn)用能量守恒定律求解熱量,都是常用的思路.考查點(diǎn)新穎,有創(chuàng)新性,平時(shí)要多加強(qiáng)這方面的練習(xí).
          練習(xí)冊(cè)系列答案
          相關(guān)習(xí)題

          科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

          (2011?商丘三模)如圖所示,粗糙的平行金屬導(dǎo)軌傾斜放置,導(dǎo)軌間距l(xiāng)=1m,導(dǎo)軌電阻不計(jì),頂端QQ′之間連接一個(gè)阻值為R=1.5Ω的電阻和開關(guān)S,底端PP′處有一小段水平軌道相連,勻強(qiáng)磁場(chǎng)B垂直于導(dǎo)軌平面.?dāng)嚅_開關(guān)S,將一根電阻不計(jì)質(zhì)量為m=4kg的金屬棒從AA′處由靜止開始滑下,落在水平面上的FF′處;閉合開關(guān)S,將金屬棒仍從AA′處由靜止開始滑下,落在水平面上的EE′處;開關(guān)S仍閉合,金屬棒從另一位置CC′處由靜止開始滑下,仍落在水平面上的FF′處.(忽略金屬棒經(jīng)過(guò)PP′處的能量損失,金屬棒始終與導(dǎo)軌垂直接觸良好)測(cè)得相關(guān)數(shù)據(jù)為s=2m,h=5m,x1=2m,x2=1.5m,下列說(shuō)法正確的是( 。

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          科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

          (2013?德州二模)如圖所示,粗糙的平行金屬導(dǎo)軌與水平面的夾角為θ,寬為L(zhǎng),勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌平面,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,導(dǎo)軌上、下兩邊分別連接電阻R1和R2,質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好,不計(jì)導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻,重力加速度為g.則導(dǎo)體棒ab沿著導(dǎo)軌下滑的過(guò)程中( 。

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          科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

          精英家教網(wǎng)如圖所示,粗糙的平行金屬導(dǎo)軌傾斜放置,導(dǎo)軌電阻不計(jì),頂端QQ′之間連接一個(gè)阻值為R的電阻和開關(guān)S,底端PP′處與一小段水平軌道相連,有勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌平面.?dāng)嚅_開關(guān)S,將一根質(zhì)量為m、長(zhǎng)為l的金屬棒從AA′處由靜止開始滑下,落在水平面上的FF′處;閉合開關(guān)S,將金屬棒仍從AA′處由靜止開始滑下,落在水平面上的EE′處;開關(guān)S仍閉合,金屬棒從CC′處(圖中沒畫出)由靜止開始滑下,仍落在水平面上的FF′處.(忽略金屬棒經(jīng)過(guò)PP′處的能量損失)測(cè)得相關(guān)數(shù)據(jù)如圖所示,下列說(shuō)法正確的是( 。
          A、S斷開時(shí),金屬棒沿導(dǎo)軌下滑的加速度為
          x
          2
          1
          g
          2hs
          B、將金屬棒仍從AA′處由靜止開始滑下,S閉合時(shí),金屬棒剛離開軌道時(shí)的速度為x2
          g
          2h
          C、將金屬棒仍從AA′處由靜止開始滑下,S閉合時(shí),電阻R上產(chǎn)生的熱量Q=
          mg
          4h
          (x
           
          2
          1
          -x
           
          2
          2
          D、CC′一定在AA′的上方

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          科目:高中物理 來(lái)源:2010-2011學(xué)年浙江省寧波十校高三聯(lián)考理綜物理部分 題型:選擇題

          如圖所示,粗糙的平行金屬導(dǎo)軌傾斜放置,導(dǎo)軌電阻不計(jì),頂端QQ′之間連接一個(gè)阻值為R的電阻和開關(guān)S,底端PP′處有一小段水平軌道相連,勻強(qiáng)磁場(chǎng)B垂直于導(dǎo)軌平面。斷開開關(guān)S,將一根質(zhì)量為m、長(zhǎng)為l的金屬棒從AA′處?kù)o止開始滑下,落在水平面上的FF′處;閉合開關(guān)S,將金屬棒仍從AA′處?kù)o止開始滑下,落在水平面上的EE′處;開關(guān)S仍閉合,金屬棒從CC′處?kù)o止開始滑下,仍落在水平面上的EE′處。(忽略金屬棒經(jīng)過(guò)PP′處的能量損失)測(cè)得相關(guān)數(shù)據(jù)如圖所示,下列說(shuō)法正確的是                                            (    )

              A.S斷開時(shí),金屬板沿斜面下滑的加速度 

              B.

              C.電阻R上產(chǎn)生的熱量

              D.CC′一定在AA′的上方

           

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