【题目】如图所示，电阻忽略不计的金属导轨CED固定在绝缘水平面上，CE和DE长度均为1.25 m，CD长为1.5m.以CD中点O为原点，OE为x轴建立一维坐标系Ox.一根粗细均匀的金属杆GH，在水平拉力F的作用下，从CD处开始以恒定速度v＝1m/s在导轨上沿x轴正向运动(金属杆与导轨接触良好)，已知空间存在方向竖直向上，磁感应强度B为1T的匀强磁场.金属杆GH长度d也为1.5 m、质量m为1 kg、电阻R为0.5 Ω，金属杆GH与金属导轨CED之间的动摩擦因数为0.2，g取10 m/s2.求：
（1）金属杆GH运动到x=0.4m时电势差UGH；
（2）金属杆GH从CD处运动到E点的全过程安培力的冲量；
（3）金属杆GH从CD处运动到E点的全过程产生的热量.
【答案】（1）UGH=-0.6V （2）2.25 Ns（3）2.25J
【解析】
（1）导体棒切割磁感线产生感应电动势，由几何关系求得x=0.4m处的电动势，由E=BLv求得GH之间的电势差；
（2）根据上述发现，感应电流大小与导体长度无关，则电流恒定，因而由安培力的表达式结合时间即可求解安培力的冲量；
（3）当导体棒匀速运动，由有效长度可列出安培力大小关于运动位移x的表达式，根据安培力与位移成线性关系，可利用安培力平均值来求出产生焦耳热。
（1）由几何关系得：
；
，即∠CEO=370； 当金属杆GH运动到x=0.4m时，导体棒切割磁感线的有效长度为：
产生的电动势：E=Blv=1×0.9×1V=0.9V，此时导体棒的两导轨之间的部分与导轨做成闭合回路，但是因导轨的电阻为零，可知导体棒与导轨接触的两点间电势差为零；则导体棒GH两端其中的H端电势高于G端，则电势差为
（2）设导体棒经过时间t，导体棒切割磁感线的有效长度为
；此时导体棒有效电阻
导体棒的电流：
安培力：
建立F安-t图像，由图像的面积可知安培力的冲量为：
（3）设导体棒运动的位移为x，则导体棒切割磁感线的有效长度为
；
此时导体棒有效电阻
导体棒的电流：
安培力：
因安培力的大小F安与位移x成线性关系，故通过导轨过程中导体棒所受安培力的平均值：
则从金属杆GH从CD处运动到E点的全过程产生的热量等于克服安培力做功：
.
暑假衔接教材期末暑假预习武汉出版社系列答案
假期作业暑假成长乐园新疆青少年出版社系列答案科目：高中物理 来源： 题型：
【题目】如图所示，半径为R的光滑圆弧轨道ABC固定在竖直平面内，O是圆心，OC竖直，OA水平，B是最低点，A点紧靠一足够长的平台MN，D点位于A点正上方。现由D点无初速度释放一个大小可以忽略的小球，小球从A点进入圆弧轨道，从C点飞出后做平抛运动并落在平台MN上，P点是小球落在MN之前轨迹上紧邻MN的一点，不计空气阻力，下列说法正确的是( )
A. 只要DA的高度大于
，小球就可以落在平台MN上任意一点
B. 若DA高度为2R，则小球经过B点时对轨道的压力为7mg
C. 小球从D运动到B的过程中，重力的功率一直增大
D. 若小球到达P点时的速度方向与MN夹角兹为30°，则对应的DA高度为4R
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【题目】如图所示，在某行星表面上有一倾斜的匀质圆盘，盘面与水平面的夹角为30°，圆盘绕垂直于盘面的固定对称轴以恒定的角速度转动，盘面上离转轴距离L处有一小物体与圆盘保持相对静止．已知能使小物块与圆盘保持相对静止的最大角速度为ω．物体与盘面间的动摩擦因数为
（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)，该星球的半径为R，引力常量为G，下列说法正确的是
A. 这个行星的质量
B. 这个行星的同步卫星的周期是
C. 这个行星的第一宇宙速度v１
D. 离行星表面距离为2R的地方的重力加速度为ω2 L
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【题目】如图所示的圆形线圈共n匝，电阻为R，过线圈中心O垂直于线圈平面的直线上有A、B两点，A、B两点的距离为L，A、B关于O点对称．一条形磁铁开始放在A点，中心与O点重合，轴线与A、B所在直线重合，此时线圈中的磁通量为φ1，将条形磁铁以速度v匀速向右移动，轴线始终与直线重合，磁铁中心到O点时线圈中的磁通量为φ2，下列说法正确的是（ ）
A．磁铁在A点时，通过一匝线圈的磁通量为
B．磁铁从A到O的过程中，线圈中产生的平均感应电动势为
C．磁铁从A到B的过程中，线圈中磁通量的变化量为2φ1
D．磁铁从A到B的过程中，通过线圈某一截面的电量不为零
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【题目】某中学为了探究额定功率为 4W、额定电压为 4V 的小灯泡消耗的功率与电压的关系，准备了如下的实验器材：
A. 电压表 V1（0～1V，内阻 2kΩ）
B. 电压表 V2（0～15V，内阻 15kΩ）
C. 电流表 A（0～1A，内阻约 1Ω）
D. 定值电阻 R1＝6kΩ
E. 定值电阻 R2＝16kΩ
F. 滑动变阻器 R（0～10Ω， 额定电流 2A）
G. 学生电源（直流5V，内阻不计）
H. 开关、导线若干
（1）为了减小实验误差，电压表应选用____ ，定值电阻应选用 ____ （均用序号字母填写）；
（2）在探究功率与电压的关系时，要求电压从零开始调节，并且多次测量，画出满足要求的电路图___；
（3）根据设计的电路图，写出小灯泡两端电压 U 与电压表读数 UV 的关系 U＝___。若小灯泡的电功率为 P，则关系图线可能正确的是____。
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【题目】如图,在光滑水平面上,质量分别为M和m的物体A和B相互接触,已知M>m,第一次用水平力F由左向右推A,物体间的相互作用力为F1;第二次用同样大小的水平力F由右向左推B,物体间的相互作用力为F2,则
A. FI=F2 B. FI<F2 C. F1>F2 D. 无法确定
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【题目】如图所示，两个质量分别为m1、m2的物块A和B通过一轻弹簧连接在一起并放置于水平传送带上，水平轻绳一端连接A，另一端固定在墙上，A、B与传送带间动摩擦因数均为μ。传送带顺时针方向转动，系统达到稳定后，突然剪断轻绳的瞬间，设A、B的加速度大小分别为aA和aB，（弹簧在弹性限度内，重力加速度为g）则
A. 
,
B. 
,
C. , D. ,
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【题目】如图所示，固定于地面、倾角为
的光滑斜面上有一轻质弹簧，轻质弹簧一端与固定于斜面底端的挡板C连接，另一端与物块A连接，物块A上方放置有另一物块B，物块A、B质量均为m且不粘连，整个系统在沿斜面向下的外力F作用下处于静止状态。某一时刻将力F撤去，在弹簧将A、B弹出过程中，若A、B能够分离，重力加速度为g。则下列叙述正确的是（ ）
A. A、B刚分离的瞬间，两物块速度达到最大
B. A、B刚分离的瞬间，A的加速度大小为gsinθ
C. 从力F撤去到A、B分离的过程中，A物块的机械能一直增加
D. 从力F撤去到A、B分离的过程中，A、B物块和弹簧构成的系统机械能守恒
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【题目】如图所示，从有界匀强磁场的边界上O点以相同的速率射出三个相同粒子a、b、c，粒子b射出的方向与边界垂直，粒子b偏转后打在边界上的Q点，另外两个粒子打在边界OQ的中点P处，不计粒子所受的重力和粒子间的相互作用力，下列说法正确的是
A. 粒子一定带正电
B. 粒子a与b射出的方向间的夹角等于粒子b与c射出的方向间的夹角
C. 两粒子a、c在磁场中运动的平均速度相同
D. 三个粒子做圆周运动的圆心与O点的连线构成一个菱形
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