《動(dòng)量和能量》(2013級(jí)學(xué)生用-含答案)練習(xí)題

1、專(zhuān)題動(dòng)量和能量練習(xí)題一、選擇題1把一支槍水平固定在小車(chē)上，小車(chē)放在光滑的水平地面上，槍發(fā)射出子彈時(shí)，關(guān)于槍、子彈、車(chē)的下列說(shuō)法正確的是（ ）A槍和子彈組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒 B槍和車(chē)組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒C只有忽略不計(jì)子彈和槍筒之間的摩擦，槍、車(chē)和子彈組成的系統(tǒng)的動(dòng)量才近似守恒D槍、子彈、車(chē)組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒2如圖所示，一豎直絕緣輕彈簧的下端固定在地面上，上端連接一帶正電小球P，小球所處的空間存在著豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)，小球平衡時(shí)，彈簧恰好處于原長(zhǎng)狀態(tài)；現(xiàn)給小球一豎直向上的初速度，小球最高能運(yùn)動(dòng)到M點(diǎn)，在小球從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)至到達(dá)最高點(diǎn)M的過(guò)程中，以下說(shuō)法正確的是 ()A小球機(jī)械能的改變量等于電場(chǎng)力做的功B小

2、球電勢(shì)能的減少量大于小球重力勢(shì)能的增加量C彈簧彈性勢(shì)能的增加量等于小球動(dòng)能的減少量D小球動(dòng)能的減少量等于電場(chǎng)力和重力做功的代數(shù)和3一位質(zhì)量為m的運(yùn)動(dòng)員從下蹲狀態(tài)向上起跳，經(jīng)t時(shí)間，身體伸直并剛好離開(kāi)地面，速度為v.在此過(guò)程中， （ ）A地面對(duì)他的沖量為mv+mgt，地面對(duì)他做的功為mv2/2B地面對(duì)他的沖量為mv+mgt，地面對(duì)他做的功為零C地面對(duì)他的沖量為mv，地面對(duì)他做的功為mv2/2D地面對(duì)他的沖量為mv-mgt，地面對(duì)他做的功為零4(2011全國(guó)理綜卷)質(zhì)量為M、內(nèi)壁間距為L(zhǎng)的箱子靜止于光滑的水平面上，箱子中間有一質(zhì)量為m的小物塊，小物塊與箱子底板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為。初始時(shí)小物塊停在箱子

3、正中間，如圖所示?，F(xiàn)給小物塊一水平向右的初速度v，小物塊與箱壁碰撞N次后恰又回到箱子正中間，并與箱子保持相對(duì)靜止。設(shè)碰撞都是彈性的，則整個(gè)過(guò)程中，系統(tǒng)損失的動(dòng)能為 ( ) A B C D5如圖所示，在光滑的水平面上有一垂直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)分布在寬為L(zhǎng)的區(qū)域內(nèi)，一邊長(zhǎng)為a(aL)的正方形閉合線圈以初速度v0垂直于磁場(chǎng)邊界滑過(guò)磁場(chǎng)后速度變?yōu)関(vv0)，那么 ( )A完全進(jìn)入磁場(chǎng)中時(shí)線圈的速度大于B完全進(jìn)入磁場(chǎng)中時(shí)線圈的速度等于C完全進(jìn)入磁場(chǎng)中時(shí)線圈的速度小于D上述情況中A、B均有可能，而C是不可能的6小球1追上小球2發(fā)生正碰，碰前兩球的動(dòng)量分別為p1=5kgm/s、p2=7kgm/s，碰后小球2的

4、動(dòng)量p2=10kgm/s則兩球的質(zhì)量關(guān)系可能是（ ）Am2=m1 Bm2=2m1 Cm2=4m1 Dm2=6m17光子有能量，也有動(dòng)量，動(dòng)量p=h/，它與物體發(fā)生作用時(shí)，同樣遵循動(dòng)量的有關(guān)規(guī)律。如圖所示，真空中有一“”字形裝置可繞通過(guò)橫桿中點(diǎn)的豎直軸OO/在水平面內(nèi)靈活轉(zhuǎn)動(dòng)其中左邊是黑色圓紙片（吸收光子），右邊是與左邊大小、質(zhì)量都相同的白色圓紙片（反射光子）。當(dāng)用平行白光垂直園面向里照射這兩個(gè)圓紙片時(shí)，關(guān)于這個(gè)裝置開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)情況（俯視）的下列說(shuō)法中正確的是（ ）A順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng) B逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng) C靜止不動(dòng) D無(wú)法確定8如圖所示，輕質(zhì)彈簧的一端與固定的豎直板P拴接，另一端與物體A相連，物體A置于

5、光滑水平桌面上，A右端連接一細(xì)線，細(xì)線繞過(guò)光滑的定滑輪與物體B相連.開(kāi)始時(shí)托住B，讓A處于靜止且細(xì)線恰好伸直，然后由靜止釋放B，直至B獲得最大速度.下列有關(guān)該過(guò)程的分析中正確的是 ()AB物體受到細(xì)線的拉力保持不變BB物體機(jī)械能的減少量小于彈簧彈性勢(shì)能的增加量CA物體動(dòng)能的增量等于B物體重力對(duì)B做的功與彈簧彈力對(duì)A做的功之和DA物體與彈簧所組成的系統(tǒng)機(jī)械能的增加量等于細(xì)線拉力對(duì)A做的功二、計(jì)算題1（2012新課標(biāo)卷）如圖，小球a、b用等長(zhǎng)細(xì)線懸掛于同一固定點(diǎn)O.讓球a靜止下垂，將球b向右拉起，使細(xì)線水平.從靜止釋放球b，兩球碰后粘在一起向左擺動(dòng)，此后細(xì)線與豎直方向之間的最大偏角為60.忽略空氣

6、阻力，求：兩球a、b的質(zhì)量之比；兩球在碰撞過(guò)程中損失的機(jī)械能與球b在碰前的最大動(dòng)能之比.【解析】設(shè)球b的質(zhì)量為m2，細(xì)線長(zhǎng)為L(zhǎng)，球b下落至最低點(diǎn)、但未與球a相碰時(shí)的速率為v，由機(jī)械能守恒定律得 式中g(shù)是重力加速度的大小。設(shè)球a的質(zhì)量為m1；在兩球碰后的瞬間，兩球共同速度為，以向左為正。由動(dòng)量守恒定律得 設(shè)兩球共同向左運(yùn)動(dòng)到最高處時(shí)，細(xì)線與豎直方向的夾角為，由機(jī)械能守恒定律得 聯(lián)立式得 代入題給數(shù)據(jù)得 兩球在碰撞過(guò)程中的機(jī)械能損失是 聯(lián)立式，Q與碰前球b的最大動(dòng)能之比為 聯(lián)立式，并代入題給數(shù)據(jù)得 【考點(diǎn)定位】此題考查機(jī)械能守恒定律、碰撞、動(dòng)量守恒定律及其相關(guān)知識(shí)。2(2011海南卷)一質(zhì)量為2m

7、的物體P靜止于光滑水平地面上，其截面如圖所示圖中ab為粗糙的水平面，長(zhǎng)度為L(zhǎng)；bc為一光滑斜面，斜面和水平面通過(guò)與ab和bc均相切的長(zhǎng)度可忽略的光滑圓弧連接現(xiàn)有一質(zhì)量為m的木塊以大小為v0的水平初速度從a點(diǎn)向左運(yùn)動(dòng)，在斜面上上升的最大高度為h，返回后在到達(dá)a點(diǎn)前與物體P相對(duì)靜止重力加速度為g求：木塊在ab段受到的摩擦力Ff ；木塊最后距a點(diǎn)的距離s解析：木快m和物體P組成的系統(tǒng)在相互作用過(guò)程中遵守動(dòng)量守恒、能量守恒以木塊開(kāi)始運(yùn)動(dòng)至在斜面上上升到最大高度為研究過(guò)程，當(dāng)木塊上升到最高點(diǎn)時(shí)兩者具有相同的速度，根據(jù)動(dòng)量守恒，有mv0(2mm)v 根據(jù)能量守恒，有 (2mm)v2FfLmghmv02 聯(lián)

8、立得Ff 以木塊開(kāi)始運(yùn)動(dòng)至與物體P相對(duì)靜止為研究過(guò)程，木塊與物體P相對(duì)靜止，兩者具有相同的速度，根據(jù)動(dòng)量守恒，有 mv0(2mm)v 根據(jù)能量守恒，有 mv(2mm)v2Ff(LLs) 聯(lián)立得s.答案：(1)(2)3(20分)如圖所示，半徑為R=0.2m，光滑絕緣的圓弧軌道固定在光滑水平地面上，軌道末端水平，緊靠軌道末端有一等高的絕緣平板小車(chē)，小車(chē)表面水平，車(chē)長(zhǎng)L=1m，質(zhì)量為2M，車(chē)子右端與豎直絕緣擋板的距離為s=1.0m.軌道末端右側(cè)空間存在水平向右、大小為E的勻強(qiáng)電場(chǎng).質(zhì)量為M=1kg、不帶電的滑塊B靜止在小車(chē)的左端，質(zhì)量也為M、帶電荷量為+q的滑塊A(A、B均可看作質(zhì)點(diǎn)，圖中A未畫(huà)出)

9、，從軌道上的某一點(diǎn)由靜止釋放，通過(guò)軌道末端N點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力為A重的3倍，與滑塊B碰撞后粘合在一起，碰撞過(guò)程中無(wú)電荷量損失.A、B滑塊與平板車(chē)間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2.車(chē)與擋板碰后立即被鎖定，A、B粘合后與擋板碰撞過(guò)程中無(wú)能量損失，且不計(jì)電荷量損失.(g10 m/s2)求：滑塊A釋放時(shí)距離N點(diǎn)的高度h；車(chē)與擋板相碰前摩擦產(chǎn)生的熱量Q；車(chē)與擋板碰撞后，A、B滑塊經(jīng)過(guò)的路程s路.解析：設(shè)滑塊A到達(dá)N點(diǎn)時(shí)速度為v1，根據(jù)牛頓第二定律得：3MgMgM (2分)從開(kāi)始釋放到運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)，根據(jù)機(jī)械能守恒定律得MghMv(2分)聯(lián)立式得，hR0.2m(1分)A、B在N點(diǎn)的碰撞過(guò)程滿(mǎn)足動(dòng)量守恒定律，設(shè)碰后AB速度

10、為v2，Mv12Mv2 (2分)小車(chē)與擋板碰撞前，AB加速度為a11m/s2(1分)小車(chē)的加速度為a2g2m/s2 (1分)設(shè)小車(chē)從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)經(jīng)歷時(shí)間t與AB速度相等，有v2a1ta2t (1分)聯(lián)立得t1s，此時(shí)速度為v2m/s，1s時(shí)間內(nèi)小車(chē)的位移為s1a2t21m (1分)滑塊的位移為s2v2ta1t21.5m(1分)滑塊相對(duì)于小車(chē)的位移ss2s10.5m (1分)此時(shí)滑塊距擋板s0.5 m，故產(chǎn)生熱量為Q2Mgs2J(2分)設(shè)滑塊第一次碰撞后能滑至小車(chē)左端，且設(shè)擋板處的電勢(shì)能為零，則第一次AB與擋板碰撞后的動(dòng)能Ek(2M)v2qEs2Mgs 滑塊從擋板滑至左端需要的最小能量Emin2Mg

11、LqEL解得Ek8. 3 m，木塊將從B端落下所以木塊在傳送帶上最多能被16顆子彈擊中(3）第一顆子彈擊穿木塊過(guò)程中產(chǎn)生的熱量為木塊向右減速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的熱量為 ,木塊向左加速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的熱量為.全過(guò)程中產(chǎn)生的熱量為.9(2007全國(guó)卷)用放射源釙的射線轟擊鈹時(shí)，能放出一種穿透力極強(qiáng)的中性射線，這就是所謂的鈹“輻射”1932年，查德威克用鈹“輻射”分別照射(轟擊)氫和氮(它們可視為處于靜止?fàn)顟B(tài))，測(cè)得照射后沿鈹“輻射”方向高速運(yùn)動(dòng)的氫核、氮核的速度之比為71查德威克假設(shè)鈹“輻射”是由一種質(zhì)量不為零的中性粒子構(gòu)成的，從而通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)在歷史上首次發(fā)現(xiàn)了中子假設(shè)鈹“輻射”中的中性粒子與氫核或氮

12、核發(fā)生彈性正碰，試在不考慮相對(duì)論效應(yīng)條件下計(jì)算構(gòu)成鈹“輻射”的中性粒子的質(zhì)量(質(zhì)量用原子質(zhì)量單位u表示，1 u等于一個(gè)12C原子質(zhì)量的取氫核和氮核的質(zhì)量分別為1.0 u和14 u)【解析】設(shè)構(gòu)成鈹“輻射”的中性粒子的質(zhì)量和速度分別為m和v，氫核的質(zhì)量為mH，構(gòu)成鈹“輻射”的中性粒子與氫核發(fā)生彈性正碰，碰后兩粒子的速度分別為v和vH由動(dòng)量守恒和能量守恒定律得：mvmvmHvHmv2mv2mHvH2解得：vH同理，對(duì)質(zhì)量為mN的氮核，其碰后速度為：vN可得：m根據(jù)題意可知：vH7vN將數(shù)據(jù)代入可得：m1.2 u答案1.2 u 【點(diǎn)評(píng)】在課程標(biāo)準(zhǔn)中，動(dòng)量與原子物理同屬于選修35模塊，關(guān)于粒子之間碰撞

13、動(dòng)量守恒的試題在近幾年高考中也屢有出現(xiàn)10.如圖所示，固定在水平面上且兩端足夠長(zhǎng)的敞口容器中，有兩個(gè)可以自由移動(dòng)的光滑活塞A 和B，中間封有一定量的空氣，現(xiàn)有一塊粘泥C，以Ek的動(dòng)能沿水平方向飛撞到A并粘在一起，由于活塞的壓縮，使密封氣體的內(nèi)能增加，若A、B、C質(zhì)量相等，則密閉空氣在絕熱狀態(tài)變化過(guò)程中，內(nèi)能增加的最大值是多少？【答案】11.如圖所示，豎直放置的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ相距L，在M點(diǎn)和P點(diǎn)間接有一個(gè)阻值為R的電阻，在兩導(dǎo)軌間的矩形區(qū)域OO1O1O內(nèi)有垂直導(dǎo)軌平面向里、寬為d的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B一質(zhì)量為m、電阻為r的導(dǎo)體棒ab垂直地?cái)R在導(dǎo)軌上，與磁場(chǎng)的上邊界相距d0現(xiàn)使ab

14、棒由靜止開(kāi)始釋放，棒ab在離開(kāi)磁場(chǎng)前已經(jīng)做勻速直線運(yùn)動(dòng)(棒ab與導(dǎo)軌始終保持良好接觸且下落過(guò)程中始終保持水平，導(dǎo)軌的電阻不計(jì))求棒ab離開(kāi)磁場(chǎng)的下邊界時(shí)的速度大小求棒ab在通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)的過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱試分析討論棒ab在磁場(chǎng)中可能出現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)情況【解析】(1)設(shè)棒ab離開(kāi)磁場(chǎng)的邊界前做勻速運(yùn)動(dòng)的速度為v，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：EBLv電路中的電流I對(duì)棒ab，由平衡條件得：mgBIL0解得：v(2)設(shè)整個(gè)回路中產(chǎn)生的焦耳熱為Q，由能量的轉(zhuǎn)化和守恒定律可得：mg(d0d)Qmv2解得：Qmg(d0d)故Qabmg(d0d)(3)設(shè)棒剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度為v0，由mgd0mv02解得：v0棒在磁場(chǎng)中勻速運(yùn)

15、動(dòng)時(shí)的速度v，則當(dāng)v0v，即d0時(shí)，棒進(jìn)入磁場(chǎng)后做勻速直線運(yùn)動(dòng)；當(dāng)v0v，即d0時(shí)，棒進(jìn)入磁場(chǎng)后先做加速運(yùn)動(dòng)，后做勻速直線運(yùn)動(dòng)；當(dāng)v0v，即d0時(shí)，棒進(jìn)入磁場(chǎng)后先做減速運(yùn)動(dòng)，后做勻速直線運(yùn)動(dòng)答案(1)(2)mg(d0d)(3)當(dāng)v0v，即d0時(shí)，棒進(jìn)入磁場(chǎng)后做勻速直線運(yùn)動(dòng)；當(dāng)v0v，即d0時(shí)，棒進(jìn)入磁場(chǎng)后先做加速運(yùn)動(dòng)，后做勻速直線運(yùn)動(dòng)；當(dāng)v0v，即d0時(shí)，棒進(jìn)入磁場(chǎng)后先做減速運(yùn)動(dòng)，后做勻速直線運(yùn)動(dòng)【點(diǎn)評(píng)】計(jì)算轉(zhuǎn)化的電能時(shí)，也可應(yīng)用動(dòng)能定理：mg(d0d)W安mv20，其中W安E電Q對(duì)于電磁感應(yīng)中能量轉(zhuǎn)化的問(wèn)題，在以后的感應(yīng)電路專(zhuān)題中還會(huì)作更深入的探討12.(19分)如圖（a）所示，有兩級(jí)光滑的

16、絕緣平臺(tái)，高一級(jí)平臺(tái)距離絕緣物塊的中心O的高度為h，低一級(jí)平臺(tái)高度是高一級(jí)平臺(tái)高度的一半。絕緣物塊放在水平地面上，物塊與地面間的動(dòng)摩擦力為f，一輕質(zhì)彈簧一端連接在絕緣物塊的中心，另一端固定在墻面上，圖示位置彈簧處于原長(zhǎng)。邊界GH左邊存在著正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)和交變磁場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度為E，磁感應(yīng)強(qiáng)度變化情況如圖（b）所示，磁感強(qiáng)度大小均為B0有一質(zhì)量為m、帶負(fù)電的小球從高一級(jí)平臺(tái)左邊緣以一定初速度滑過(guò)平臺(tái)后，垂直于邊界GH在t=T/4時(shí)刻進(jìn)入復(fù)合場(chǎng)，剛進(jìn)入復(fù)合場(chǎng)時(shí)磁場(chǎng)方向向外且為正值。小球以不變的速率運(yùn)動(dòng)至點(diǎn)處恰好與絕緣物塊發(fā)生正碰，碰撞過(guò)程沒(méi)有能量損失（碰撞時(shí)間不計(jì)）。碰撞后小球恰能垂直于邊界GH返回低

17、一級(jí)平臺(tái)上，而絕緣物塊從C點(diǎn)向右運(yùn)動(dòng)到最遠(yuǎn)點(diǎn)D，C、D間的距離為s，（重力加速度為g）求： 交變磁場(chǎng)變化的周期T； 小球從高一級(jí)平臺(tái)左邊緣滑出的初速度v； 絕緣物塊從點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至D點(diǎn)時(shí)，彈簧具有的彈性勢(shì)能Ep解析：帶電小球垂直于邊界GH進(jìn)入復(fù)合場(chǎng)，做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則有qEmg (2分)帶電小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，由洛倫茲力提供向心力.且經(jīng)過(guò)半個(gè)圓周到達(dá)O點(diǎn)，碰后再經(jīng)過(guò)半個(gè)圓周回到低一級(jí)平臺(tái).設(shè)小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期為T(mén).根據(jù)帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期公式有T (1分)因?yàn)椋碩2T.由消去q，得T(3分)由牛頓第二定律有qvB0m，又r(2分)聯(lián)立，解得v(2分)設(shè)小球碰后的速度大小為v，碰后做勻

18、速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r，由牛頓第二定律有qvB0m，又r(2分)聯(lián)立解得v(1分)設(shè)碰后物塊獲得的動(dòng)能為Ek，因碰撞過(guò)程無(wú)能量損失，有mv2mv2Ek(2分)物塊由C運(yùn)動(dòng)到D的過(guò)程由能量守恒得：EkfsEp (2分)聯(lián)立解得Epfs(2分)3. (2011重慶卷第24題)如圖所示，靜置于水平地面的三輛手推車(chē)沿一直線排列，質(zhì)量均為m，人在極端的時(shí)間內(nèi)給第一輛車(chē)一水平?jīng)_量使其運(yùn)動(dòng)，當(dāng)車(chē)運(yùn)動(dòng)了距離L時(shí)與第二輛車(chē)相碰，兩車(chē)以共同速度繼續(xù)運(yùn)動(dòng)了距離L時(shí)與第三車(chē)相碰，三車(chē)以共同速度又運(yùn)動(dòng)了距離L時(shí)停止.車(chē)運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的摩擦阻力恒為車(chē)所受重力的k倍，重力加速度為g，若車(chē)與車(chē)之間僅在碰撞時(shí)發(fā)生相互作用，碰撞時(shí)間很

19、短，忽略空氣阻力，求：整個(gè)過(guò)程中摩擦阻力 所做的總功；人給第一輛車(chē)水平?jīng)_量的大小；第一次與第二次碰撞系統(tǒng)功能損失之比?！军c(diǎn)評(píng)】此題考查帶電小球豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)、類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)、完全彈性碰撞和直線運(yùn)動(dòng)，涉及的主要知識(shí)點(diǎn)有類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律、動(dòng)能定理、動(dòng)量守恒定律、動(dòng)能守恒、牛頓運(yùn)動(dòng)定律、等。8一輛質(zhì)量m=2kg的平板車(chē)左端放有一質(zhì)量M=3kg的可視為質(zhì)點(diǎn)的滑塊，滑塊與平板小車(chē)之間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.4，如圖所示開(kāi)始時(shí)平板小車(chē)和滑塊一起以v0=2m/s的速度在光滑的水平面上向右運(yùn)動(dòng)，并與豎直墻壁發(fā)生碰撞，設(shè)碰撞時(shí)間極短且碰撞后小車(chē)速度大小保持不變，但方向與原來(lái)相反平板車(chē)足夠長(zhǎng)，滑塊不會(huì)滑到平板車(chē)右端，g

20、取10m/s2求：平板車(chē)第一次與墻壁碰撞后向左運(yùn)動(dòng)的最大距離s1平板車(chē)第二次與墻壁碰撞前瞬間的速度v1為使滑塊始終不會(huì)滑到平板車(chē)右端，平板車(chē)的最小長(zhǎng)度L平板車(chē)第一次與墻壁碰撞后到停下，平板車(chē)通過(guò)的路程s【答案】1/3 m(或0.33 m)；0.4 m/s；5/6 m；25/36 m.9(18分)兩根足夠長(zhǎng)的固定的平行金屬導(dǎo)軌位于同一水平面內(nèi)，兩導(dǎo)軌間距為l.導(dǎo)軌上面橫放著兩根導(dǎo)體棒PQ和MN，構(gòu)成矩形回路，如圖所示.導(dǎo)體棒PQ的質(zhì)量為m、MN的質(zhì)量為2m，兩者的電阻皆為R，回路中其余部分的電阻可不計(jì).在整個(gè)導(dǎo)軌平面內(nèi)都有豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，設(shè)兩導(dǎo)體棒均可沿導(dǎo)軌無(wú)摩擦地滑行.開(kāi)始

21、時(shí)，棒MN靜止于距導(dǎo)軌右端d處，PQ棒以大小為v0的初速度從導(dǎo)軌左端開(kāi)始運(yùn)動(dòng).忽略回路的電流對(duì)磁場(chǎng)產(chǎn)生的影響.求PQ棒剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)，回路產(chǎn)生的電流大小.若棒MN脫離導(dǎo)軌時(shí)的速度大小為，則回路中產(chǎn)生的焦耳熱是多少？若原來(lái)回路中靠近MN棒一側(cè)的導(dǎo)軌中串聯(lián)接有一個(gè)恒流電源，該電源使回路中的電流大小始終保持為I0(沿PMNQP方向)，試討論MN棒脫離導(dǎo)軌時(shí)速度v的大小與d的關(guān)系.解析(1)由法拉第電磁感應(yīng)定律，棒PQ產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)EBlv0 (2分)則回路產(chǎn)生的電流大小I (2分)(2)棒PQ和MN在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終受到等大反向的安培力，系統(tǒng)的動(dòng)量定恒得：mv0mv12m (2分)由能量守恒定律，回路中產(chǎn)生的焦耳熱為Qmvmv2m()2 (2分)解得Qmv (1分)(3)回路中的電流始終保持I0，則棒PQ和MN所受的安培力大小保持不變.若d足夠長(zhǎng)，則棒PQ先向右勻減速運(yùn)動(dòng)再向左勻加速運(yùn)動(dòng)，返回軌道左端時(shí)速度大小仍為v0，而這個(gè)過(guò)程棒MN一直向右勻加速運(yùn)動(dòng)，由動(dòng)量守恒定律得：mv0m(v0)2mv2 (2分)設(shè)這個(gè)過(guò)程棒MN的位移為s，