高考物理專題匯編物理微元法解決物理試題(一)及解析一、微元法解決物理試題1．對(duì)于同一物理問題，常常可以從宏觀與微觀兩個(gè)不同角度進(jìn)行研究，找出其內(nèi)在聯(lián)系，從而更加深刻地理解其物理本質(zhì)．正方體密閉容器中有大量運(yùn)動(dòng)粒子，每個(gè)粒子質(zhì)量為，單位體積內(nèi)粒子數(shù)量為恒量，為簡(jiǎn)化問題，我們假定粒子大小可以忽略；其速率均為，且與器壁各面碰撞的機(jī)會(huì)均等；與器壁碰撞前后瞬間，粒子速度方向都與器壁垂直，且速率不變．利用所學(xué)力學(xué)知識(shí)，導(dǎo)出器壁單位面積所受粒子壓力與和的關(guān)系正確的是（）A． B． C． D．【答案】B【解析】【詳解】一個(gè)粒子每與器壁碰撞一次給器壁的沖量，如圖所示，以器壁上面積為的部分為底、為高構(gòu)成柱體，由題設(shè)可知，其內(nèi)有的粒子在時(shí)間內(nèi)與器壁上面積為的部分發(fā)生碰撞，碰撞粒子總數(shù)，時(shí)間內(nèi)粒子給器壁的沖量，由可得，，故選B．2．為估算雨水對(duì)傘面產(chǎn)生的平均撞擊力，小明在大雨天將一圓柱形水杯置于露臺(tái)，測(cè)得10分鐘內(nèi)杯中水位上升了45mm，當(dāng)時(shí)雨滴豎直下落速度約為12m/s。設(shè)雨滴撞擊傘面后無反彈，不計(jì)雨滴重力，雨水的密度為，傘面的面積約為0.8m2，據(jù)此估算當(dāng)時(shí)雨水對(duì)傘面的平均撞擊力約為（）A．0.1N B．1.0NC．10N D．100N【答案】B【解析】【分析】【詳解】對(duì)雨水由動(dòng)量定理得則所以B正確，ACD錯(cuò)誤。故選B。3．打開水龍頭，水順流而下，仔細(xì)觀察將會(huì)發(fā)現(xiàn)連續(xù)的水流柱的直徑在流下的過程中，是逐漸減小的（即上粗下細(xì)），設(shè)水龍頭出口處半徑為1cm，安裝在離接水盆75cm高處，如果測(cè)得水在出口處的速度大小為1m/s，g=10m/s2，則水流柱落到盆中的直徑A．1cm B．0.75cm C．0.5cm D．0.25cm【答案】A【解析】【分析】【詳解】設(shè)水在水龍頭出口處速度大小為v1，水流到接水盆時(shí)的速度v2，由得：v2=4m/s設(shè)極短時(shí)間為△t，在水龍頭出口處流出的水的體積為水流進(jìn)接水盆的體積為由V1=V2得代入解得：d2=1cm．A．1cm，與結(jié)論相符，選項(xiàng)A正確；B．0.75cm，與結(jié)論不相符，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．0.5cm，與結(jié)論不相符，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．0.25cm，與結(jié)論不相符，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；4．如圖所示，水龍頭開口處A的直徑d1＝1cm，A離地面B的高度h＝75cm，當(dāng)水龍頭打開時(shí)，從A處流出的水流速度v1＝1m/s，在空中形成一完整的水流束，則該水流束在地面B處的截面直徑d2約為(g取10m/s2)()A．0.5cmB．1cmC．2cmD．應(yīng)大于2cm，但無法計(jì)算【答案】A【解析】【詳解】設(shè)水在水龍頭出口處速度大小為v1，水流到B處的速度v2，則由得設(shè)極短時(shí)間為△t，在水龍頭出口處流出的水的體積為水流B處的體積為由得故A正確。5．如圖所示，擺球質(zhì)量為m，懸線的長(zhǎng)為L(zhǎng)，把懸線拉到水平位置后放手設(shè)在擺球運(yùn)動(dòng)過程中空氣阻力的大小不變，則下列說法正確的是A．重力做功為mgLB．繩的拉力做功為0C．空氣阻力做功0D．空氣阻力做功為【答案】ABD【解析】A、如圖所示，重力在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中始終不變，小球在重力方向上的位移為AB在豎直方向上的投影L，所以WG=mgL．故A正確．B、因?yàn)槔T在運(yùn)動(dòng)過程中始終與運(yùn)動(dòng)方向垂直，故不做功，即WFT=0．故B正確．C、F阻所做的總功等于每個(gè)小弧段上F阻所做功的代數(shù)和，即，故C錯(cuò)誤，D正確；故選ABD．【點(diǎn)睛】根據(jù)功的計(jì)算公式可以求出重力、拉力與空氣阻力的功．6．消防車的供水系統(tǒng)主要由水泵、輸水管道和水炮組成．如圖所示，消防水炮離地高度為H＝80m，建筑物上的火點(diǎn)離地高度為h＝60m，整個(gè)供水系統(tǒng)的效率η＝60%（供水效率η定義為單位時(shí)間內(nèi)抽水過程水所獲得的機(jī)械能與水泵功率的比值×100%）．假設(shè)水從水炮水平射出，水炮的出水速度v0＝30m/s，水炮單位時(shí)間內(nèi)的出水量m0＝60kg/s，取g＝10m/s2，不計(jì)空氣阻力．（1）求水炮與火點(diǎn)的水平距離x，和水炮與火點(diǎn)之間的水柱的質(zhì)量m；（2）若認(rèn)為水泵到炮口的距離也為H＝80m，求水泵的功率P；（3）如圖所示，為流速穩(wěn)定分布、體積不可壓縮且粘性可忽略不計(jì)的液體（比如水）中的一小段液柱，由于體積在運(yùn)動(dòng)中不變，因此當(dāng)S1面以速度v1向前運(yùn)動(dòng)了x1時(shí)，S2面以速度v2向前運(yùn)動(dòng)了x2，若該液柱前后兩個(gè)截面處的壓強(qiáng)分別為p1和p2，選用恰當(dāng)?shù)墓δ荜P(guān)系證明：流速穩(wěn)定分布、體積不可壓縮且粘性可忽略不計(jì)的液體水平流動(dòng)（或者高度差的影響不顯著）時(shí)，液體內(nèi)流速大的地方壓強(qiáng)反而?。敬鸢浮?1)120kg(2)1.25×102kW(3)見解析；【解析】【分析】【詳解】(1)根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律，有H－h(huán)＝gt2①x＝v0t②聯(lián)立上述兩式，并代入數(shù)據(jù)得t=＝2sx＝v0＝60m③水炮與火點(diǎn)之間的水柱的質(zhì)量m=m0t=120kg④(2)設(shè)在Δt時(shí)間內(nèi)出水質(zhì)量為Δm，則Δm=m0Δt，由功能關(guān)系得：⑤即解得：P＝＝1.25×102kW⑥(3)表示一個(gè)細(xì)管，其中流體由左向右流動(dòng)．在管的a1處和a2處用橫截面截出一段流體，即a1處和a2處之間的流體，作為研究對(duì)象．a(chǎn)1處的橫截面積為S1，流速為v1，高度為h1，a1處左邊的流體對(duì)研究對(duì)象的壓強(qiáng)為p1，方向垂直于S1向右．a(chǎn)2處的橫截面積為S2，流速為v2，高度為h2，a2處左邊的流體對(duì)研究對(duì)象的壓強(qiáng)為p2，方向垂直于S2向左．經(jīng)過很短的時(shí)間間隔Δt，這段流體的左端S1由a1移到b1．右端S2由a2移到b2．兩端移動(dòng)的距離分別為Δl1和Δl2．左端流入的流體體積為ΔV1=S1Δl1，右端流出的流體體積為ΔV2=S2Δl2，理想流體是不可壓縮的，流入和流出的體積相等，ΔV1=ΔV2，記為ΔV．現(xiàn)在考慮左右兩端的力對(duì)這段流體所做的功．作用在液體左端的力F1=p1S1向右，所做的功W1=F1Δl1=(p1S1)Δl1=p1(S1Δl1)=p1ΔV．作用在液體右端的力F2=p2S2向左，所做的功W2=－F2Δl2=－(p2S2)Δl2=－p2(S2Δl2)=－p2ΔV．外力所做的總功W=W1＋W2=(p1－p2)ΔV①外力做功使這段流體的機(jī)械能發(fā)生改變．初狀態(tài)的機(jī)械能是a1處和a2處之間的這段流體的機(jī)械能E1，末狀態(tài)的機(jī)械能是b1處和b2處之間的這段流體的機(jī)械能E2．由b1到a2這一段，經(jīng)過時(shí)間Δt，雖然流體有所更換，但由于我們研究的是理想流體的定常流動(dòng)，流體的密度ρ和各點(diǎn)的流速v沒有改變，動(dòng)能和重力勢(shì)能都沒有改變，所以這一段的機(jī)械能沒有改變，這樣機(jī)械能的改變(E2－E1)就等于流出的那部分流體的機(jī)械能減去流入的那部分流體的機(jī)械能．由于m=ρΔV，所以流入的那部分流體的動(dòng)能為重力勢(shì)能為mgh1＝ρΔVgh1流出的那部分流體的動(dòng)能為重力勢(shì)能為mgh2＝ρΔVgh2機(jī)械能的改變?yōu)棰诶硐肓黧w沒有粘滯性，流體在流動(dòng)中機(jī)械能不會(huì)轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，所以這段流體兩端受的力所做的總功W等于機(jī)械能的改變，即W=E2－E1③將①式和②式代入③式，得④整理后得⑤a1和a2是在流體中任意取的，所以上式可表示為對(duì)管中流體的任意處：（常量）⑥④式和⑤式稱為伯努利方程．流體水平流動(dòng)時(shí)，或者高度差的影響不顯著時(shí)（如氣體的流動(dòng)），伯努利方程可表達(dá)為（常量）⑦從⑥式可知，在流動(dòng)的流體中，壓強(qiáng)跟流速有關(guān)，流速v大的地方要強(qiáng)p小，流速v小的地方壓強(qiáng)p大．【點(diǎn)睛】7．光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)深入地揭示了光的粒子性的一面．前者表明光子具有能量，后者表明光子除了具有能量之外還具有動(dòng)量．由狹義相對(duì)論可知，一定的質(zhì)量m與一定的能量E相對(duì)應(yīng)：，其中c為真空中光速．（1）已知某單色光的頻率為ν，波長(zhǎng)為λ，該單色光光子的能量，其中h為普朗克常量．試借用質(zhì)子、電子等粒子動(dòng)量的定義：動(dòng)量=質(zhì)量×速度，推導(dǎo)該單色光光子的動(dòng)量．（2）光照射到物體表面時(shí)，如同大量氣體分子與器壁的頻繁碰撞一樣，將產(chǎn)生持續(xù)均勻的壓力，這種壓力會(huì)對(duì)物體表面產(chǎn)生壓強(qiáng)，這就是“光壓”，用I表示．一臺(tái)發(fā)光功率為P0的激光器發(fā)出一束某頻率的激光，光束的橫截面積為S．當(dāng)該激光束垂照射到某物體表面時(shí)，假設(shè)光全部被吸收，試寫出其在物體表面引起的光壓的表達(dá)式．【答案】（1）見解析（2）【解析】試題分析：（1）根據(jù)能量與質(zhì)量的關(guān)系，結(jié)合光子能量與頻率的關(guān)系以及動(dòng)量的表達(dá)式推導(dǎo)單色光光子的動(dòng)量；（2）根據(jù)一小段時(shí)間內(nèi)激光器發(fā)射的光子數(shù)，結(jié)合動(dòng)量定理求出其在物體表面引起的光壓的表達(dá)式．（1）光子的能量，光子的動(dòng)量，可得（2）一小段時(shí)間內(nèi)激光器發(fā)射的光子數(shù)光照射物體表面，由動(dòng)量定理產(chǎn)生的光壓解得：8．如圖所示,一個(gè)粗細(xì)均勻的U形管內(nèi)裝有同種液體,在管口右端蓋板A密閉,兩液面的高度差為h,U形管內(nèi)液柱的總長(zhǎng)度為4h.現(xiàn)拿去蓋板,液體開始運(yùn)動(dòng),當(dāng)兩液面高度相等時(shí),右側(cè)液面下降的速度是多大?【答案】【解析】【分析】拿去蓋板，液體開始運(yùn)動(dòng)，當(dāng)兩液面高度相等時(shí)，液體的機(jī)械能守恒，即可求出右側(cè)液面下降的速度，當(dāng)兩液面高度相等時(shí)，右側(cè)高為h液柱重心下降了，液體重力勢(shì)能的減小量全部轉(zhuǎn)化為整體的動(dòng)能；【詳解】設(shè)管子的橫截面積為，液體的密度為，則右側(cè)高出左側(cè)的水銀柱的體積為，所以其質(zhì)量為：，全部的水銀柱的質(zhì)量：拿去蓋板，液體開始運(yùn)動(dòng)，當(dāng)兩液面高度相等時(shí)，右側(cè)高為h液柱重心下降了根據(jù)機(jī)械能守恒定律得：即：解得：．【點(diǎn)睛】本題運(yùn)用機(jī)械能守恒定律研究液體流動(dòng)的速度問題，要注意液柱h不能看成質(zhì)點(diǎn)，要分析其重心下降的高度．9．對(duì)于同一物理問題，常?？梢詮暮暧^與微觀兩個(gè)不同角度進(jìn)行研究，找出其內(nèi)在聯(lián)系，從而更加深刻地理解其物理本質(zhì)．（1）一段橫截面積為S、長(zhǎng)為L(zhǎng)的直導(dǎo)線，單位體積內(nèi)有n個(gè)自由電子，電子電荷量為e．該導(dǎo)線通有電流時(shí)，假設(shè)自由電子定向移動(dòng)的速率均為v,求導(dǎo)線中的電流I（請(qǐng)建立模型進(jìn)行推導(dǎo)）；（2）正方體密閉容器中有大量運(yùn)動(dòng)粒子，每個(gè)粒子質(zhì)量為m，單位體積內(nèi)粒子數(shù)量n為恒量．為簡(jiǎn)化問題，我們假定：粒子大小可以忽略；其速率均為v，且與器壁各面碰撞的機(jī)會(huì)均等；與器壁碰撞前后瞬間，粒子速度方向都與器壁垂直，且速率不變．利用所學(xué)力學(xué)知識(shí)，導(dǎo)出器壁單位面積所受粒子壓力F與m、n和v的關(guān)系(提示：建議，建立模型，思考?jí)簭?qiáng)的產(chǎn)生原理)．【答案】（1）nvSe；（2）【解析】試題分析：取一時(shí)間段t，求得相應(yīng)移動(dòng)長(zhǎng)度l=vt，體積為為Svt．總電量為nesvt，再除以時(shí)間，求得表達(dá)式；粒子與器壁有均等的碰撞機(jī)會(huì)，即相等時(shí)間內(nèi)與某一截面碰撞的粒子為該段時(shí)間內(nèi)粒子數(shù)的，據(jù)此根據(jù)動(dòng)量定理求與某一個(gè)截面碰撞時(shí)的作用力f．（1）導(dǎo)體中電流大小t時(shí)間內(nèi)電子運(yùn)動(dòng)的長(zhǎng)度為vt，則其體積為，通過導(dǎo)體某一截面的自由電子數(shù)為該時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)體該截面的電量：由①②式得；（2）考慮單位面積，t時(shí)間內(nèi)能達(dá)到容器壁的粒子所占據(jù)的體積為，其中粒子有均等的概率與容器各面相碰，即可能達(dá)到目標(biāo)區(qū)域的粒子數(shù)為，設(shè)碰前速度方向垂直柱體地面且碰撞是彈性的，則分子碰撞器壁前后，總動(dòng)量的變化量為由動(dòng)量定理可得：10．如圖所示，兩平行金屬導(dǎo)軌置于水平面（紙面）內(nèi)，導(dǎo)軌間距為l，左端連有一阻值為R的電阻。一根質(zhì)量為m、電阻也為R的金屬桿置于導(dǎo)軌上，金屬桿右側(cè)存在一磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域。給金屬桿一個(gè)瞬時(shí)沖量使它水平向右運(yùn)動(dòng)，它從左邊界進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域的速度為v0，經(jīng)過時(shí)間t，到達(dá)磁場(chǎng)區(qū)域右邊界（圖中虛線位置）時(shí)速度為。金屬桿與導(dǎo)軌始終保持垂直且接觸良好，它們之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ。除左端所連電阻和金屬桿電阻外，其他電阻忽略不計(jì)。求：(1)金屬桿剛進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)的加速度大??；(2)金屬桿在滑過磁場(chǎng)區(qū)域的過程中金屬桿上產(chǎn)生的焦耳熱。【答案】(1)；(2)【解析】【分析】【詳解】(1)金屬桿剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，有金屬桿受到的摩擦力由牛頓第二定律聯(lián)立以上各式解得(2)當(dāng)金屬桿速度為時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)感應(yīng)電流金屬桿受到的安培力由動(dòng)量定理得，在短暫的時(shí)間內(nèi)有即對(duì)上式從金屬桿進(jìn)入磁場(chǎng)到離開磁場(chǎng)，求和得式中為磁場(chǎng)區(qū)域左、右邊界的距離，解得設(shè)此過程中金屬桿克服安培力做功為，由動(dòng)能定理聯(lián)立以上各式，解得此過程中回路產(chǎn)生的焦耳熱為則金屬桿產(chǎn)生的焦耳熱為11．一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)過等溫過程由狀態(tài)A變?yōu)闋顟B(tài)B．已知?dú)怏w在狀態(tài)A時(shí)壓強(qiáng)為2×105Pa，體積為1m3．在狀態(tài)B時(shí)的體積為2m3．(1)求狀態(tài)B時(shí)氣體的壓強(qiáng)；(2)從微觀角度解釋氣體由狀態(tài)A變?yōu)闋顟B(tài)B過程中氣體壓強(qiáng)發(fā)生變化的原因．【答案】(1)；(2)氣體分子的平均動(dòng)能不變，氣體體積變大，氣體分子的密集程度減小，氣體的壓強(qiáng)變小【解析】【分析】【詳解】(1)氣體由狀態(tài)變?yōu)闋顟B(tài)的過程遵從玻意耳定律，則有：解得狀態(tài)的壓強(qiáng)：(2)氣體的壓強(qiáng)與氣體分子的平均動(dòng)能和氣體分子的密集程度有關(guān)，氣體經(jīng)過等溫過程由狀態(tài)變化為狀態(tài)，氣體分子的平均動(dòng)能不變，氣體體積變大，氣體分子的密集程度減小，氣體的壓強(qiáng)變小．12．對(duì)于同一物理問題，常?？梢詮暮暧^與微觀兩個(gè)不同角度進(jìn)行研究，找出其內(nèi)在聯(lián)系，可以更加深刻地理解其物理本質(zhì)。（1）單個(gè)微小粒子撞擊巨大物體的力是局部而短促的脈沖，但大量粒子撞擊物體的平均效果是均勻而持續(xù)的力。我們假定單位體積內(nèi)粒子數(shù)量為n，每個(gè)粒子的質(zhì)量為m，粒子運(yùn)動(dòng)速率均為v。如果所有粒子都垂直物體表面運(yùn)動(dòng)并與其碰撞，利用所學(xué)力學(xué)知識(shí)，導(dǎo)出物體表面單位面積所受粒子壓力f與m、n和v的關(guān)系。（2）實(shí)際上大量粒子運(yùn)動(dòng)的速率不盡相同。如果某容器中速率處于100~200m/s區(qū)間的粒子約占總數(shù)的10%，而速率處于700~800m/s區(qū)間的粒子約占總數(shù)的5%，論證：上述兩部分粒子，哪部分粒子對(duì)容器壁的壓力貢獻(xiàn)更大。【答案】（1）；（2）速率處于700~800m/s區(qū)間的粒子對(duì)容器壁的壓力貢獻(xiàn)更大【解析】【分析】本題考查碰撞過程中的動(dòng)量定理和壓強(qiáng)與壓力的公式推導(dǎo)【詳解】（1）在時(shí)間t內(nèi)射入物體單位面積上的粒子數(shù)為由動(dòng)量定理得可推導(dǎo)出（2）設(shè)爐子的總數(shù)為N總，故速率處于100~200m/s區(qū)間的粒子數(shù)n1=N總×10%它對(duì)物體表面單位面積的壓力f1=n1mv12=N總×10%×mv12同理可得速率處于700～800m/s區(qū)間的粒子數(shù)n2=N總×5%它對(duì)物體表面單位面積的壓力f2=n2mv22=N總×5%×mv22故故是速率大的粒子對(duì)容器壁的壓力貢獻(xiàn)更大。13．如圖所示，有兩根足夠長(zhǎng)的平行光滑導(dǎo)軌水平放置，右側(cè)用一小段光滑圓弧和另一對(duì)豎直光滑導(dǎo)軌平滑連接，導(dǎo)軌間距。細(xì)金屬棒和垂直于導(dǎo)軌靜止放置，它們的質(zhì)量均為，電阻均為。棒右側(cè)處有一垂直于導(dǎo)軌平面向下的矩形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度，磁場(chǎng)區(qū)域長(zhǎng)為。以棒的初始位置為原點(diǎn)，向右為正方向建立坐標(biāo)系。現(xiàn)用向右的水平變力作用于棒上，力隨時(shí)間變化的規(guī)律為，作用后撤去。撤去之后棒與棒發(fā)生彈性碰撞，棒向右運(yùn)動(dòng)。金屬棒與導(dǎo)軌始終接觸良好，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，空氣阻力不計(jì)，重力加速度，求：(1)撤去力的瞬間，棒的速度大??；(2)若，求棒滑上右側(cè)豎直導(dǎo)軌，距離水平導(dǎo)軌的最大高度；(3)若可以通過調(diào)節(jié)磁場(chǎng)右邊界的位置來改變的大小，求棒最后靜止時(shí)的位移與的關(guān)系。【答案】(1)8m/s；(2)1.8m；(3)見解析【解析】【分析】【詳解】(1)4s內(nèi)的平均作用力由動(dòng)量定理得t=mv1所以v1=8m/s(2)ab棒與cd棒質(zhì)量相等，發(fā)生彈性碰撞后，ab棒靜止，cd棒速度為v1，設(shè)cd棒離開磁場(chǎng)時(shí)的速度為v2，由動(dòng)量定理得所以上升的高度(3)分三種情況：如果s足夠大，cd棒在磁場(chǎng)內(nèi)運(yùn)動(dòng)的距離為d，則即①s≥4m時(shí)，cd棒不能穿出磁場(chǎng)，停在磁場(chǎng)內(nèi)，位移為x=d+1m=5m②當(dāng)2m≤s<4m時(shí)，cd棒穿過磁場(chǎng)后經(jīng)豎直軌道返回，若仍沒有穿過磁場(chǎng)，cd棒的位移為x=2s-d+1m=2s-3m③當(dāng)0<s<2m時(shí)，cd棒返回后穿過磁場(chǎng)，與ab棒發(fā)生彈性碰撞后靜止。cd棒的位移為x=0m14．CD、EF是水平放置的電阻可忽略的光滑平行金屬導(dǎo)軌，兩導(dǎo)軌距離水平地面高度為H，導(dǎo)軌間距離為L(zhǎng)，在水平導(dǎo)軌區(qū)域存在磁感強(qiáng)度方向垂直導(dǎo)軌平面向上的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)（磁場(chǎng)區(qū)域?yàn)镃PQE），磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，如圖所示，導(dǎo)軌左端與一彎曲的光滑軌道平滑連接，彎曲的光滑軌道的上端接有一電阻R，將一阻值也為R質(zhì)量m的導(dǎo)體棒從彎曲軌道上距離水平金屬導(dǎo)軌高度h處由靜止釋放，導(dǎo)體棒最終通過磁場(chǎng)區(qū)域落在水平地面上距離水平導(dǎo)軌最右端水平距離x處。已知導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌始終接觸良好，重力加速度為g，求：(1)電阻R中的最大電流和整個(gè)電路中產(chǎn)生的焦耳熱；(2)磁場(chǎng)區(qū)域的長(zhǎng)度d。【答案】（1），；（2）【解析】【分析】【詳解】(1)由題意可知，導(dǎo)體棒剛進(jìn)入磁場(chǎng)的瞬間速度最大，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，感應(yīng)電流最大，由機(jī)械能守恒定律有解得由法拉第電磁感應(yīng)定律得由閉合電路歐姆定律得聯(lián)立解得由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律解得由能量守恒定律可知整個(gè)電路中產(chǎn)生的焦耳熱為(2)導(dǎo)體棒通過磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)在安培力作用下做變速運(yùn)動(dòng)。由牛頓第二定律有又所以有兩邊求和得聯(lián)立解得15．物理問題的研究首先要確定研究對(duì)象。當(dāng)我們研究水流，氣流等流體問題時(shí)，經(jīng)常