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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.已知經過時間t，甲桿位移為s，兩金屬桿上產生的焦耳熱之和為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，最多還能產生多少焦耳熱？

圖12-62

解析:

在t時間內的過程中，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

以上聯合解得：v₂=

v₁=

t時刻以后的過程中，甲、乙二者組成的系統所受的合外力為零，系統動量守恒．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+]．

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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電阻，提供的器材有：
A．干電池兩節（每節電動勢約1.5V，內阻未知）
B．直流電壓表V₁、V₂（內阻很大）
C．直流電流表A（內阻可以忽略不計）
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，由于某根導線發生斷路故障，因此只記錄到了一個電壓表和電流表的示數，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

試利用表格中的數據在所給的坐標圖中作出U-I圖，由圖象2可知，該同學測得兩節干電池總的電動勢為

2.90

V，總內阻為

3.50

Ω．由計算得到的數據可以判斷能夠正確讀數的電壓表應該為表

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，連接該電路繼續實驗時，由于電流表發生短路故障，因此只能記錄下兩個電壓表示數，該同學利用記錄的數據，以表V₂示數U₂為橫坐標，表V₁示數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，則兩節干電池總的電動勢大小為

ε=

1-k

ε=

1-k

，兩節干電池總的內阻

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

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電阻，提供的器材有

（A）干電池兩節，每節電池的電動勢約為1.5V，內阻未知
（B）直流電壓表V₁、V₂，內阻很大
（C）直流電流表A，內阻可忽略不計
（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，由于某根導線發生斷路故障，因此只記錄了一個電壓表和電流表的示數，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

試利用表格中的數據作出U-I圖，由圖象可知，該同學測得兩節干電池總的電動勢值為

2.9

V，總內阻為

3.5

Ω．由計算得到的數據可以判斷能夠正確示數的電壓表應為表

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，連接該電路繼續實驗時，由于電流表發生短路故障，因此只能記下兩個電壓表的示數，該同學利用表中的數據，以表V₁的示數U₁為橫坐標、表V₂的示數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，則兩節干電池總的電動勢大小為

1-k

，兩節干電池的總內阻

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

運動．另外，還應滿足砝碼盤（連同砝碼）的質量m

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個計數點，在相鄰的兩個計數點之間還有4個點未標出，圖中數據的單位是cm．實驗中使用的電源是頻率f=50Hz的交變電流．根據以上數據，可以算出小車的加速度a=

0.343

m/s²．（結果保留三位有效數字）
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的數據，畫出a～

圖線后，發現：當

較大時，圖線發生彎曲．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生彎曲的現象．那么，該同學的修正方案可能是

A．改畫a與

M+m

的關系圖線 B．改畫a與（M+m）的關系圖線
C．改畫 a與

的關系圖線 D．改畫a與

(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的數據：

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是該同學根據實驗數據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

；這表明燈絲的電阻率隨溫度升高而

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）

W；若直接接在電動勢為3.0V、內阻為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）

W．（以上兩空的結果均保留兩位有效數字）

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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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