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如圖(a)，磁鐵A、B的同名磁極相對放置，置于水平氣墊導軌上．A固定于導軌左端，B的質量m＝0.5 kg，可在導軌上無摩擦滑動．將B在A附近某一位置由靜止釋放，由于能量守恒，可通過測量B在不同位置處的速度，得到B的勢能隨位置x的變化規律，見圖(c)中曲線Ⅰ．若將導軌右端抬高，使其與水平面成一定角度(如圖(b)所示)，則B的總勢能曲線如圖(c)中Ⅱ所示，將B在處由靜止釋放，求：(解答時必須寫出必要的推斷說明．取g＝10 m/s2)

(1)B在運動過程中動能最大的位置；

(2)運動過程中B的最大速度和最大位移．

(3)圖(c)中直線Ⅲ為曲線Ⅱ的漸近線，斜率(J/m)求導軌的傾角．

答案：
解析：

　　(1)勢能最小處動能最大(2分)

　　由圖線Ⅱ得

　　(3分)(在5.9～6.3 cm間均視為正確)

　　(2)由圖讀得釋放處勢能，此即B的總能量．出于運動中總能量守恒，因此在勢能最小處動能最大，由圖像得最小勢能為0.47 J，則最大動能為

　　(2分)(在0.42～0.44 J間均視為正確)

　　最大速度為(1分)(在1.29～1.33 m/s間均視為正確)

　　x＝20.0 cm處的總能量為0.90 J，最大位移由E＝0.90 J的水平直線與曲線Ⅱ的左側交點確定，由圖中讀出交點位置為x＝2.0 cm，因此，最大位移

　　(2分)(在17.9～18.1 cm間均視為正確)

　　(3)漸近線Ⅲ表示B的重力勢能隨位置變化關系，即

　　(2分)

　　∴

　　由直線斜率斜率(J/m)

　　＝60°(3分)


練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

（2012?上海模擬）某同學利用如圖裝置研究磁鐵下落過程中的重力勢能與電能之間的相互轉化．內阻r=40Ω的螺線管固定在鐵架臺上，線圈與電流傳感器、電壓傳感器和滑動變阻器連接．滑動變阻器最大阻值40Ω，初始時滑片位于正中間20Ω的位置．打開傳感器，將質量為m的磁鐵置于螺線管正上方靜止釋放，磁鐵上表面為N極．穿過螺線管后掉落到海綿墊上并靜止（磁鐵下落中受到的電磁阻力遠小于磁鐵重力，不發生轉動），釋放點到海綿墊高度差為h．計算機屏幕上顯示出如圖的UI-t曲線．

（1）磁鐵穿過螺線管過程中，產生第一峰值時線圈中的感應電動勢約
0.9
0.9
V．
（2）（多選題）圖象中UI出現前后兩個峰值，對比實驗過程發現，這兩個峰值是在磁鐵剛進入螺線管內部和剛從內部出來時產生的，對這一現象相關說法正確的是
A、B、D
A、B、D

    A．線圈中的磁通量變化率經歷先增大后減小再增大再減小的過程
    B．如果滑片從中間向左移動時，坐標系中的兩個峰值一定都會減小
    C．磁鐵在穿過線圈過程中加速度始終小于重力加速度g
    D．如果僅略減小h，兩個峰值都會減小
（3）在磁鐵下降h的過程中，可估算機械能轉化為電能是
6.6×10-4
6.6×10-4
J．

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科目：高中物理 來源：2011屆全國普通高等學校招生統一考試上海物理卷2（帶解析） 題型：計算題

如圖(a)，磁鐵A、B的同名磁極相對放置，置于水平氣墊導軌上。A固定于導軌左端，B的質量m=0.5kg，可在導軌上無摩擦滑動。將B在A附近某一位置由靜止釋放，由于能量守恒，可通過測量B在不同位置處的速度，得到B的勢能隨位置x的變化規律，見圖(c)中曲線I。若將導軌右端抬高，使其與水平面成一定角度(如圖(b)所示)，則B的總勢能曲線如圖(c)中II所示，將B在處由靜止釋放，求：(解答時必須寫出必要的推斷說明。取)

(1)B在運動過程中動能最大的位置；
(2)運動過程中B的最大速度和最大位移。
(3)圖(c)中直線III為曲線II的漸近線，求導軌的傾角。
(4)若A、B異名磁極相對放置，導軌的傾角不變，在圖(c)上畫出B的總勢能隨x的變化曲線．

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科目：高中物理 來源：2014屆重慶市高二上學期期中考試理科物理試卷（解析版） 題型：選擇題

電阻R、電容C與一線圈連成閉合回路，條形磁鐵靜止于線圈的正上方，N朝下，如圖所示.現使磁鐵開始自由下落，在N極接近線圈上端的過程中，流過R的電流方向和電容器極板的帶電情況是(　)

A．從a到b,上極板帶正電

B．從a到b,下極板帶正電

C．從b到a,上極板帶正電

D．從b到a,下極板帶正電

 

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科目：高中物理 來源：新人教版高三物理必修2動能定理及其應用專項練習（解析版） 題型：計算題

（2011·上海高考物理·T33）如圖(a)，磁鐵A、B的同名磁極相對放置，置于水平氣墊導軌上。A固定于導軌左端，B的質量m=0.5kg，可在導軌上無摩擦滑動。將B在A附近某一位置由靜止釋放，由于能量守恒，可通過測量B在不同位置處的速度，得到B的勢能隨位置x的變化規律，見圖(c)中曲線I。若將導軌右端抬高，使其與水平面成一定角度(如圖(b)所示)，則B的總勢能曲線如圖(c)中II所示，將B在處由靜止釋放，求：(解答時必須寫出必要的推斷說明。取)

(1)B在運動過程中動能最大的位置；

(2)運動過程中B的最大速度和最大位移。

(3)圖(c)中直線III為曲線II的漸近線，求導軌的傾角。

 (4)若A、B異名磁極相對放置，導軌的傾角不變，在圖(c)上畫出B的總勢能隨x的變化曲線．

 

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科目：高中物理 來源：2012年上海十三校高三第二次聯考2物理卷 題型：實驗題

某同學利用如圖裝置研究磁鐵下落過程中的重力勢能與電能之間的相互轉化。內阻r=40的螺線管固定在鐵架臺上，線圈與電流傳感器、電壓傳感器和滑動變阻器連接�；瑒幼冏杵髯畲笞柚�40，初始時滑片位于正中間20的位置。打開傳感器，將質量為m的磁鐵置于螺線管正上方靜止釋放，磁鐵上表面為N極。穿過螺線管后掉落到海綿墊上并靜止（磁鐵下落中受到的電磁阻力遠小于磁鐵重力，不發生轉動），釋放點到海綿墊高度差為h。計算機屏幕上顯示出如圖的UI-t曲線。

（1）磁鐵穿過螺線管過程中，產生第一峰值時線圈中的感應電動勢約__    __V。

（2）（多選題）圖像中UI出現前后兩個峰值，對比實驗過程發現，這兩個峰值是在磁鐵剛進入螺線管內部和剛從內部出來時產生的，對這一現象相關說法正確的是    （    ）

A．線圈中的磁通量變化率經歷先增大后減小再增大再減小的過程

B．如果滑片從中間向左移動時，坐標系中的兩個峰值一定都會減小

C．磁鐵在穿過線圈過程中加速度始終小于重力加速度g___

D．如果僅略減小h，兩個峰值都會減小

（3）在磁鐵下降h的過程中，可估算機械能轉化為電能是       J。

 

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