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    10．如图所示，平行光滑金属导轨竖直放置，间距为L，导轨上端与一电容为C的电容器相连，匀强磁场磁感应强度为B，方向垂直于导轨平面向里，一质量为m的导体棒在恒定的外力F作用下竖直向上运动，导轨足够长，重力加速度为g，且F=2mg，则下列说法正确的是（　　）
    A．导体棒将做变加速直线运动
    B．导体棒将先做变加速直线运动，再做匀速运动
    C．导体棒将做匀加速直线运动，经过时间t速度大小为gt
    D．导体棒将做匀加速直线运动，经过时间t速度大小为$\frac{mgt}{C{B}^{2}{L}^{2}+m}$

    分析 根据动量定理结合安培力的计算公式、电容的计算公式求解速度时间关系表达式，由此求解加速度确定运动性质；根据速度时间关系计算公式计算经过时间t时的速度大小．

    解答 解：AB、设金属棒的速度大小为v时，经历的时间为t，通过金属棒的电流为i，
    金属棒受到的安培力方向沿导轨向下，大小为 F=BLi
    设在时间间隔△t内流经金属棒的电荷量为△Q，根据动量定理可得：（F-mg）t-BiLt=mv-0
    所以有mgt-BL△Q=mv，
    △Q也是平行板电容器极板在时间间隔△t时间内增加的电荷量，所以有：△Q=C△U=CBLv，
    将△Q代入mgt-BL△Q=mv，整理可得：v=$\frac{mg}{m+C{B}^{2}{L}^{2}}•t$
    加速度的定义有：a=$\frac{△v}{△t}$=$\frac{mg}{m+C{B}^{2}{L}^{2}}$，
    可知加速度a为定值，故A、B错误；
    CD、导体棒将做匀加速直线运动，经过时间t速度大小为v=$\frac{mg}{m+C{B}^{2}{L}^{2}}•t$，故C错误、D正确．
    故选：D．

    点评 对于安培力作用下导体棒的运动问题，如果涉及电荷量、求位移问题，常根据动量定理结合法拉第电磁感应定律、闭合电路的欧姆定律列方程进行解答．

    练习册系列答案
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    16．如图所示，将两个质量均为m的小球a、b用细线相连悬挂于O点，用力F拉小球a，使整个装置处于平衡状态，且悬线Oa与竖直方向的夹角为θ=30°，则F的大小（　　）
    A．可能为$\frac{\sqrt{3}}{2}$mgB．可能为$\sqrt{3}$mgC．可能为$\frac{1}{2}$mgD．可能为$\sqrt{2}$mg

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    1．如图所示，质量M=1kg的木板静止在粗糙的水平地面上，木板与地面间的动摩擦因数μ1=0.4，在木板的左端放置一个质量m=5kg、大小可以忽略的铁块，铁块与木板间的动摩擦因数μ2=0.5，取g=10m/s2，试求：
    （1）若在铁块上施加一个大小从零开始连续增加的水平向右的力F，试分析铁块所受摩擦力f与F的关系．（设木板足够长）
    （2）在铁块上加一个水平向右的恒力F=38N，经t=1s撤掉F，再经过多长时间木板和铁块都停止运动．

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    18．如图，水平放置于匀强磁场B=1T中的光滑导轨，宽为L=1m，放有一根导体棒ab，其接入导轨电阻为r=1Ω，用恒力F=6N作用在ab上，由静止开始运动，外电阻为R=2Ω．求：
    （1）ab的最大速度；
    （2）当ab最大速度时，ab两端的电压．

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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    5．如图所示，匀强磁场的磁感应强度大小B=0.2T，金属棒ab垂直放在相互平行的金属导轨MN，PQ上，并向右做切割磁感线的匀速运动，速度大小为v=5m/s，导轨间距L=40cm，磁场方向垂直轨道平面，电阻R=0.5Ω，ab棒的有效电阻为0.3Ω，其余电阻不计，摩擦也不计，试求：
    （1）感应电流的大小和方向及a、b两点间的电压．
    （2）使金属棒匀速运动所需的拉力．

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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    15．如图，质量为2kg的物块在外力F作用下将轻质弹簧压缩，压缩量为5cm．物块保持静止，弹簧劲度系数为500N/m．撤去外力F后，求：（重力加速度g=10m/s2）
    （1）撤去外力F瞬间，物块加速度大小．
    （2）当物体加速度为0m/s2时，弹簧的压缩量．

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    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    2．弹簧振子在A、B间做简谐振动，O为平衡位置，A、B间的距离是20cm，振子由A运动到B的时间是2s，如图所示，则（　　）
    A．从O→B→O振子做了一次全振动
    B．振动周期为2 s，振幅是10 cm
    C．从B开始经过6 s，振子通过的路程是60 cm
    D．从O开始经过2s，振子处在平衡位置

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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    19．如图所示，虚线MN 上方有平行于纸面的匀强电场，电场强度大小为E，方向与MN成45°，虚线MN下方为方向垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B．在电场中的P点由静止释放一质量为m、电荷量为q的带正电粒子A，粒子经过电场加速后，从MN上的Q点进入磁场，从MN上的R点返回电场，经电场偏转后又恰好回到Q点，不计粒子的重力．求：
    （1）求PQ间的距离；
    （2）求粒子A先后两次经过Q点的时间间隔；
    （3）若粒子A从R点进入电场时，在QR中点的正上方电场中由某处由静止释放一个与粒子A完全相同的粒子B，结果两个粒子在云端过程中相碰，则粒子B释放的位置离MN的距离是多少？两粒子在何处相碰？

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    20．如图所示，光滑的大圆环固定在竖直平面上，圆心为O点，P为环上最高点，轻弹簧的一端固定在P点，另一端栓连一个套在大环上的小球，小球静止在图示位置平衡，则（　　）
    A．弹簧可能处于压缩状态
    B．大圆环对小球的弹力方向可能指向O点
    C．小球受到弹簧的弹力与重力的合力一定指向O点
    D．大圆环对小球的弹力大小可能小于球的重力，也可能大于球的重力

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