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    如图所示，MN、PQ为水平放置、相距为d的两平行金属板，两板间电压为U，且上板带正电，板MN中央有一个小孔O，板间电场可认为匀强电场。AB是一根长为L（L<d）、质量为m的均匀带负电的绝缘细杆。现将杆下端置于O处，然后将杆由静止释放，杆运动过程中始终保持竖直。当杆下落L/3时速度达到最大。重力加速度为g。求：

    （1）细杆带电荷量；

    （2）杆下落的最大速度；

    （3）在杆下落过程中，杆克服电场力做功的最大值。

    （1）（2）（3）


    解析:

    （1）设杆的带电量为q，板间电场强度为E。杆下落L/3时，a=0，则

           两式解得

    （2）杆下落L/3时，速度最大，由动能定理得

        联立②、④式解得     

    （3）当杆下落速度为零时，杆克服电场力做功最大，设此时杆下落距离为h，则

    解得   杆克服电场力做功    

    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源： 题型：

    （2012?开封模拟）如图所示，MN、PQ为足够长的平行导轨，间距L=O.5m，导轨平面与水平面 间的夹角6=37°，NQ丄MN，NQ间连接有一个R=3Ω的电阻．有一匀强磁场垂直于 导轨平面，磁感应强度为B=1T．将一根质量为m=0.05kg的金属棒放置在导轨上，金属棒的电阻r=2Ω，其余部分电阻不计．现从ab由静止释放金属棒，ab紧靠NQ，金属棒沿导轨向下运动过程中始 终与NQ平行．已知金属棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.5，金属棒滑行至cd处时速度大小开始保持不变，cd到ab的距 离为S=2m．（g取=10m/s2）
    （1）金属棒到达cd处的速度是多大？
    （2）在金属棒从ab运动到cd的过程中，电阻R上产生的热量是多少？

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    如图所示，MN、PQ为间距L=0.5m且足够长的平行导轨，NQ⊥MN，导轨  平面与水平面间的夹角θ=37°，NQ间连接一个R=4Ω的电阻．一匀强磁场垂直于导轨平面，磁感应强度B=1T．将一根质量m=0.05kg、电阻r=1Ω的金属棒ab，紧靠NQ放置在导轨上，且与导轨接触良好，导轨的电阻不计．现静止释放金属棒，金属棒沿导轨向下运动过程中始终与NQ平行．已知金属棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.5，当金属棒滑行至cd处时已经达到稳定速度，cd离NQ的距离s=0.2m．g取l0m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8． 问：
    （1）当金属棒滑行至cd处时回路中的电流多大？
    （2）金属棒达到的稳定速度多大？
    （3）若将金属棒滑行至以处的时刻记作t=0，从此时刻起，让磁场的磁感应强度逐渐减小，可使金属棒中不产生感应电流，则t=1s时磁感应强度多大？

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    精英家教网如图所示，MN、PQ是两条在水平面内、平行放置的光滑金属导轨，导轨的右端接理想变压器的原线圈，变压器的副线圈与阻值为R=0.5Ω的电阻组成闭合回路，变压器的原副线圈匝数之比n1：n2=2，导轨宽度为L=0.5m．质量为m=1kg的导体棒ab垂直MN、PQ放在导轨上，在水平外力作用下，从t=0时刻开始往复运动，其速度随时间变化的规律是v=2sin
    π
    2
    t    ，已知垂直轨道平面的匀强磁场的磁感应强度为B=1T，导轨、导体棒、导线和线圈的电阻均不计，电流表为理想交流电表，导体棒始终在磁场中运动．则下列说法中正确的是（　　）
    A、在t=1s时刻电流表的示数为
    1
    2
    		2
    A
    B、导体棒两端的最大电压为1V
    C、单位时间内电阻R上产生的焦耳热为0.25J
    D、从t=0至t=3s的时间内水平外力所做的功为0.75J

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    精英家教网如图所示，MN、PQ为足够长的平行金属导轨，间距L=0.50m，导轨平面与水平面间夹角θ=37°，N、Q间连接一个电阻R=5.0Ω，匀强磁场垂直于导轨平面向上，磁感应强度B=1.0T．将一根质量m=0.050kg的金属棒放在导轨的ab位置，金属棒的电阻为r=1.0Ω，导轨的电阻不计．现由静止释放金属棒，金属棒沿导轨向下运动过程中始终与导轨垂直，且与导轨接触良好．已知金属棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.50，当金属棒滑行至cd处时速度大小开始保持不变，位置cd与ab之间的距离s=2.0m．已知g=10m/s2，sin37°=0.60，cos37°=0.80．求：
    （1）金属棒达到cd处的感应电流大小；
    （2）金属棒从ab运动到cd的过程中，电阻R产生的热量．

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    精英家教网如图所示，MN和PQ式固定在水平面内间距L=0.02m的平行金属轨道，轨道的电阻忽略不计，金属杆ab垂直放置在轨道上．两轨道间连接有阻值为R0=1.50Ω的电阻，ab杆的电阻R=0.50Ω，ab杆与轨道接触良好并不计摩擦，整个装置放置在磁感应强度为B=0.50T的匀强磁场中，磁场方向垂直轨道平面向下．对ab杆施加一水平向右的拉力，使之以v=5.0m/s的速度在金属轨道上向右匀速运动．求：
    （1）通过电阻R0的电流；
    （2）对ab杆施加的水平向右的拉力的大小；
    （3）ab杆两端的电势差．

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