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    如图所示，水平放置的U形光滑导轨足够长，处于磁感应强度B=5T的匀强磁场中，导轨宽度L=0.2m，可动导体棒ab质量m=2.0kg，电阻R=0.1Ω，其余电阻可忽略不计．现在导体棒ab在水平外力F=10N的作用下，由静止开始运动了s=40cm后，速度达到最大．求：
    （1）导体棒ab运动的最大速度．
    （2）当导体棒ab的速度为最大速度的一半时，棒ab的加速度．
    （3）导体棒ab由静止达到最大速度的过程，棒ab上产生的热量．
    （1）棒ab在运动方向上受拉力F和安培力F安的作用，做加速度减小的加速运动，当加速度等于零时，速度达到最大，即 F=F安；
    设棒的最大速度为vm，切割磁感线产生的感应电动势 E=BLvm；
    导体棒受到的安培力：F安=BIL=
    B2L2vm
    R
    ；
    联立得：vm=
    FR
    B2L2
    =
    10×0.1
    52×0．22
    m/s=1m/s．
    （2）当速度达到最大速度一半，v=0.5m/s，设棒的加速度为a，由牛顿第二定律得：
    F-F安′=ma
    此时安培力 F安′=BI′L=
    B2L2vm
    2R
    =
    1
    2
    F=5N
    解得：a=2.5m/s2；
    （3）在整个过程中，由能量守恒定律可得：
    Fs=Q+
    1
    2
    mvm2，
    解得：Q=Fs-
    1
    2
    mvm2=10×0.4-
    1
    2
    ×2×12    =3（J）；
    答：（1）导体棒ab运动的最大速度为1m/s．（2）当导体棒ab的速度为最大速度的一半时，棒ab的加速度为2.5m/s2；（3）导体棒ab由静止达到最大速度的过程，棒ab上产生的热量为3J．
    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    如果闭合回路中的感应电动势很大，则（　　）
    A．穿过闭合回路的磁通量变化很快
    B．穿过闭合回路的磁通量变化量很大
    C．穿过闭合回路的磁通量很大
    D．闭合回路的电阻很小

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：填空题

    一个连有电容器的U形金属框架放置在匀强磁场中，磁感应强度为B，磁感线方向如图，框架宽L，一根导体棒MN放置在框架上，棒与框架接触良好且相互垂直，若棒向左以速度V匀速运动，则电容器两极板间的电势差Uab=______；电容器______板带正电荷．

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：问答题

    如图半径为r的光滑金属圆环，被固定于磁感应强度为B方向垂直于圆环平面向里的匀强磁场中．一根金属杆ab在平行圆环平面且垂直杆的拉力作用下，沿圆环以速度v作匀速直线运动．设金属圆环和金属杆每单位长度的电阻都是R0．求杆运动到离圆心O的距离为
    r
    2
    时，拉力的牵引功率．

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：问答题

    如图甲所示，足够长平行金属导轨倾斜放置，倾角为37°，宽度为0.5m，电阻忽略不计，其上端接一小灯泡，电阻为1Ω．质量为0.2kg的导体棒MN垂直于导轨放置，距离顶端1m，接入电路的电阻为1Ω，两端与导轨接触良好，与导轨间的动摩擦因数为0.5．在导轨间存在着垂直于导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示．先固定导体棒MN，2s后让MN由静止释放，运动一段时间后，小灯泡稳定发光．重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6．求
    （1）1s时流过小灯泡的电流大小和方向；
    （2）小灯泡稳定发光时消耗的电功率；
    （3）小灯泡稳定发光时导体棒MN运动的速度．

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：多选题

    如图所示，通电直导线cd右侧有一个金属框与导线cd在同一平面内，金属棒ab放在框架上，若ab受到向左的磁场力，则cd中电流的变化情况是（　　）
    A．cd中通有由d→c方向逐渐减小的电流
    B．cd中通有由d→c方向逐渐增大的电流
    C．cd中通有由c→d方向逐渐减小的电流
    D．cd中通有由c→d方向逐渐增大的电流

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：问答题

    如图所示，固定于水平桌面上足够长的两平行光滑导轨PQ、MN，其电阻不计，间距d=0.5m，P、M两端接有一只理想电压表，整个装置处于竖直向下的磁感应强度B0=0.2T的匀强磁场中，两金属棒L1、L2平行地搁在导轨上，其电阻均为r=0.1Ω，质量分别为M1=0.3kg和M2=0.5kg．固定棒L1，使L2在水平恒力F=0.8N的作用下，由静止开始运动．试求：
    （1）当电压表读数为U=0.2V时，棒L2的加速度为多大；
    （2）棒L2能达到的最大速度vm．

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：多选题

    如图所示，MN和PQ为两光滑的电阻不计的水平金属导轨，N、Q接理想变压器，理想变压器的输出端接电阻元件R、电容元件C，导轨上垂直放置一金属棒ab．今在水平导轨部分加一竖直向上的匀强磁场，则下列说法中正确的是（IR、Ic均为有效值）（　　）
    A．若ab棒匀速运动，则IR≠0，Ic=0
    B．若ab棒匀速运动，则IR=0，Ic=0
    C．若ab棒在某一中心位置两侧做往复运动，则IR≠0，Ic≠0
    D．若ab棒做匀加速运动，则IR≠0，Ic=0

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    如图所示，用均匀导线做成一个正方形线框，每边长为0.2m，正方形的一半放在和线框垂直的垂直纸面向里的匀强磁场中，当磁场的变化为每0.1s增加1T时，线框中点a、b两点的电势差是（　　）
    A．Uab=0.1VB．Uab=-0.1VC．Uab=0.2VD．Uab=-0.2V

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