【题目】如图所示，固定的光滑金属导轨间距为L，导轨电阻不计，上端a、b间接有阻值为R的电阻，导轨平面与水平面的夹角为θ，且处在磁感应强度大小为B、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中．质量为m、电阻为r的导体棒与固定弹簧相连后放在导轨上．初始时刻，弹簧恰处于自然长度，导体棒具有沿轨道向上的初速度v0．整个运动过程中导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触．已知弹簧的劲度系数为k，弹簧的中心轴线与导轨平行．
（1）求初始时刻通过电阻R的电流I的大小和方向；
（2）当导体棒第一次回到初始位置时，速度变为v，求此时导体棒的加速度大小a；
（3）导体棒最终静止时弹簧的弹性势能为Ep，求导体棒从开始运动直到停止的过程中，电阻R上产生的焦耳热Q．
【答案】(1)
,方向为b到a；
(2)
(3)
【解析】
（1）棒向上运动切割磁感线，由E1=BLv0，求感应电动势，由欧姆定律求感应电流，根据右手定则判断感应电流的方向。
（2）当导体棒第一次回到初始位置时，速度变为v，棒产生的感应电动势为E2=BLv，再由欧姆定律求得感应电流，由F=BIL求出此时棒所受的安培力，根据牛顿第二定律就可以求出加速度。
（3）导体棒最终静止时，由胡克定律求出弹簧的被压缩长度x，对整个过程，运用能量守恒列式，可求出回路产生的总热量，再用串联关系求出R上产生的焦耳热Q。
（1）棒产生的感应电动势：
通过R的电流大小：
根据右手定则判断电流方向b→a
（2）棒产生的感应电动势为：
感应电流：
棒受到的安培力大小：
方向沿斜面向上，根据牛顿第二定律，有：
解得：
（3）导体棒最终静止，有：
解得压缩量：
设整个过程回路产生的焦耳热为Q0，根据功能关系，有：
解得：
电阻R上产生的焦耳热：
答：（1）初始时刻通过电阻R的电流，方向为b到a；
（2）此时导体棒的加速度大小；
（3）从开始运动直到停止的过程中，电阻R上产生的焦耳热
云南师大附小一线名师提优作业系列答案
冲刺100分单元优化练考卷系列答案科目：高中物理 来源： 题型：
【题目】电磁感应的现象的发现，给电磁的应用开辟了广阔的道路，其中发电机就是电磁感应最重要的应用成果之”。某种直流发电机的工作原理可以简化为如图所示的情景:在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中，两根光滑平行金属轨道MN、PQ固定在水平面内，相距为L，电阻不计，轨道端点MP间接有阻值为r的电阻。质量为M、电阻为R的金属导体棒ab垂直于MN、PQ放在轨道上，与轨道接触良好，在水平向右的外力的作用下，以速度v(v均平行于MN)向右做匀速运动。求:
(1)导体棒ab中的感应电动势是多大?通过电阻r的电流多大?
(2)a、b两点间的电势差是多大?a、b两点哪一点的电势高?
(3)在ab棒中产生感应电动势的非静电力是什么力?在图中面出导体棒ab中自由电荷受到的非静电力F的方向；
(4)整个回路在t时间内产生了多少热量?这个热量是如何产生的?试从功能转化角度简要分析；
(5)若加大外力，使得导体棒的速度从v变为2v,并测得导体棒加速运动过程中，电路产生的热量为Q.求这个过程中，外力做了多少功?
(6)若导体棒速度达到2v后，立即撤去水平向右的外力，则导体棒ab将做什么运动?最终状态是什么?从撤去外力到导体棒达到稳定状态的过程中，电阻上产生了多少热?
(7)若将MP之间的电阻换成一个线圈电阻为r的直流电动机，当导体棒ab以速度
向右做匀速运动时，流过会属棒的电流为
,此时电动机恰可在竖直方向匀速提升质量为m的重物。若电动机各部分间摩擦损耗可忽略不计，求此时重物竖直上升的速度.
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【题目】如图所示的电路中，有一自耦变压器，左侧并联一只理想电压表V1后接在稳定的交流电源上；右侧串联灯泡L和滑动变阻器R，R上并联一只理想电压表V2.下列说法中正确的是（ ）
A. 若F不动，滑片P向下滑动时，V1示数变大，V2示数变小
B. 若F不动，滑片P向下滑动时，灯泡消耗的功率变大
C. 若P不动，滑片F向下移动时，V1、V2的示数均变小
D. 若P不动，滑片F向下移动时，灯泡消耗的功率变小
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【题目】如图，A、B是相同的白炽灯，L是自感系数很大、电阻可忽略的自感线圈．下面说法正确的是（ ）
A. 闭合开关S时，A、B灯同时亮，且达到正常
B. 闭合开关S时，B灯比A灯先亮，最后一样亮
C. 断开开关S时，B灯立即灭，A灯慢慢熄灭
D. 断开开关S时，A灯与B灯同时慢慢熄灭
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【题目】某同学做“测定电源的电动势和内阻”实验。
（1）他采用如图甲所示的实验电路进行测量。图乙给出了做实验所需要的各种仪器。请按电路图把它们连成实验电路。
（2）根据实验数据做出U-I图象，如上图丙所示，该电池的电动势E=_____V，内电阻r=___ 
。
（3）这位同学对以上实验进行了误差分析，其中正确的是__________。
A. 实验产生的系统误差，主要是由于电压表的分流作用
B. 实验产生的系统误差，主要是由于电流表的分压作用
C. 电动势的测量值小于电动势的真实值
D. 内电阻的测量值大于内电阻的真实值
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【题目】随着生活水平的提高，手机已成为许多人生活中常用的电子设备，近年来国产手机在手机市场上已经占有了相当大的市场份额。如图8所示是某型号国产手机电池外壳上的文字说明，由此你可以知道哪些与手机有关的物理量?请说出它们的名称和数值（包括直接信息和间接信息）。
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【题目】在做研究匀变速直线运动规律的实验时，交流电的频率为50HZ ，则打点计时器每隔_________s打一个点，某同学得到一条纸带，如下图，每两个计数点之间的时间间隔为0.1s，已知每两个计数点间的距离为X，且X1＝10.1cm， X2＝10.2cm，X3＝10.3cm，X4＝10.4cm，X5＝10.5cm，X6＝10.6cm，由纸带可以判断物体做___________运动，加速度大小为____________m/s2， 打第四个计数点时纸带的速度大小为_________m/s。
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【题目】如图所示,两平行导轨间距L=0.1 m,足够长的光滑的倾斜部分和粗糙的水平部分圆滑连接,倾斜部分与水平面的夹角θ=30°,垂直斜面方向向上的匀强磁场的磁感应强度B=0.5 T,水平部分没有磁场。金属棒ab的质量m=0.005 kg,电阻r=0.02 Ω,运动中与导轨接触良好,并且始终垂直于导轨,电阻R=0.08 Ω,其余电阻不计,金属棒从斜面上离水平面高h=1.0 m以上任何地方由静止释放,在水平面上滑行的最大距离x都是1.25 m,g=10 m/s2。求:
(1)棒在斜面上的最大速度的大小;
(2)棒与水平面间的动摩擦因数;
(3)从高度h=1.0 m处滑下后电阻R上产生的热量。
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【题目】物体A、B的x-t图像如图所示，由图可知（ ）
A. 从第3s起，两物体运动方向相同，且vA>vB
B. 两物体由同一位置开始运动，但物体A比B迟3s才开始运动
C. 在5s内物体的位移相同，5s末A、B相遇
D. 5s内A、B的平均速度不相等
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