（14分）如图所示，竖直平面内有两光滑金属圆轨道，平行正对放置，直径均为d，电阻不计。某金属棒长L、质量m、电阻r，放在圆轨道最低点MM" 处，与两导轨刚好接触 - 高中物理试题 - 超级试练试题库

题目

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（14分）如图所示，竖直平面内有两光滑金属圆轨道，平行正对放置，直径均为d，电阻不计。某金属棒长L、质量m、电阻r，放在圆轨道最低点MM" 处，与两导轨刚好接触。两圆轨道通过导线与电阻R相连。空间有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为B。现使金属棒获得垂直纸面向里的初速度v_o，当其沿圆轨道滑到最高点NN" 处时，对轨道恰无压力（滑动过程中金属棒与圆轨道始终接触良好）。重力加速度为g，求：

（1）金属棒刚获得垂直纸面向里的初速度时，判断电阻R中电流的方向；
（2）金属棒到达最高点NN" 处时，电路中的电功率；
（3）金属棒从MM" 处滑到NN" 处的过程中，电阻R上产生的焦耳热。

答案

（1）由右手定则可判定R中电流方向从b到a （2）

（3）Q_R=

（

－

mgd）

解析

（1）由右手定则可判定R中电流方向从b到a（2分）
（2）设金属棒到达最高点NN′处时，速度大小为v，由牛顿第二定律得 mg =

（2分）
∴ v =

E = BLv （2分）
P =

（2分）
∴ P =

（1分）
（3）设整个电路中产生的焦耳热为Q，则由能量守恒定律得Q=

－(

mv²+mgd) （2分）
又由Q=I²Rt 可知R中的焦耳热为Q_R=

（2分）
即Q_R=

（

－

mgd）（1分）

核心考点

试题【（14分）如图所示，竖直平面内有两光滑金属圆轨道，平行正对放置，直径均为d，电阻不计。某金属棒长L、质量m、电阻r，放在圆轨道最低点MM" 处，与两导轨刚好接触】；主要考察你对粒子在复合场中运动等知识点的理解。[详细]

举一反三

（12分）如图所示，水平绝缘轨道AB与处于竖直平面内的半圆形绝缘光滑轨道BC平滑连接，半圆形轨道的半径R=0.40m。轨道所在空间存在水平向右的匀强电场，电场强度E=1.0×10⁴N/C。现有一电荷量q=+1.0×10⁴C，质量m=0.10kg的带电体（可视为质点），在水平轨道上的P点由静止释放，带电体恰好能够通过最高点C,已知带电体与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.50，重力加速度g=10m/s²。求：

（1）带电体运动到圆形轨道的最低点B时，圆形轨道对带电体支持力的大小；
（2）带电体在水平轨道上的释放点P到B点的距离；
（3）带电体第一次经过C点后，落在水平轨道上的位置到B点的距离。

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如图所示为一种质谱仪示意图，由加速电场、静电分析器和磁分析器组成。若静电分析器通道中心线的半径为R，通道内均匀辐射电场在中心线处的电场强度大小为E，磁分析器有范围足够大的有界匀强磁场，磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外。一质量为m、电荷量为q的粒子从静止开始经加速电场加速后沿中心线通过静电分析器，由P点垂直边界进入磁分析器，最终打到胶片上的Q点。不计粒子重力。下列说法正确的是

A．极板M比极板N电势高
B．加速电场的电压U=ER
C．直径PQ

D．若一群离子从静止开始经过上述过程都落在胶片上同一点，则该群离子具有相同的比荷

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某制药厂的污水处理站的管道中安装了如图所示的流量计，该装置由绝缘材料制成，长、宽、高分别为a、b、c，左右两端开口，在垂直于上下底面方向加磁感应强度为B的匀强磁场，在前后两个面的内侧固定有金属板作为电极，当含有大量正负离子（其重力不计）的污水充满管口从左向右流经该装置时，利用电压表所显示的两个电极间的电压U，就可测出污水流量Q（单位时间内流出的污水体积）．则下列说法正确的是（）