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    15．两平行金属导轨间的距离L=0.40m，金属导轨所在的平面与水平面夹角θ=37°，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度B=0.50T、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场．金属导轨的一端接有电动势E=4.5V、内阻r=0.50Ω的直流电源．现把一个质量m=0.040kg的导体棒ab放在足够长的金属导轨上，导体棒恰好静止．导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R0=2.5Ω，金属导轨电阻不计，g取10m/s2．已知sin 37°=0.6，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求：
    （1）通过导体棒的电流；
    （2）导体棒受到的摩擦力大小；
    （3）若将磁场方向突然变与原来相反，但磁感应强度大小不变，则导体棒从开始下滑到速率为6m/s的过程中，闭合回路的磁通量增加是多少？（由于导体棒运动而产生的反电动势不考虑）

    分析 （1）根据闭合电路欧姆定律求出电流的大小．
    （2）根据安培力的公式F=BIL求出安培力的大小，导体棒受重力、支持力、安培力、摩擦力处于平衡，根据共点力平衡求出摩擦力的大小
    （3）根据牛顿第二定律求的下滑加速度，根据速度位移公式求的下滑距离，即可求得磁通量的增加量

    解答 解：（1）导体棒、金属导轨和直流电源构成闭合电路，根据闭合电路欧姆定律有：
    I=$\frac{E}{R+r}$=1.5A
    （2）导体棒受到的安培力：
    F安=BIL=0.30N
    导体棒所受重力沿斜面向下的分力为：
    F1=mg sin37°=0.24N
    由于F1小于安培力，故导体棒受沿斜面向下的摩擦力f
    根据共点力平衡条件
    mg sin37°+f=F安
    解得：f=0.06N
    （3）磁场方向反向后，由牛顿第二定律可得：
    BIL+mgsinθ-μmgcosθ=ma
    速度达到6m/s通过的位移为s，则v2-0=2as
    磁通量的增加量为：△Φ=BLx
    联立解得：△Φ=0.3Wb
    答：（1）通过导体棒的电流为1.5A；
    （2）导体棒受到的摩擦力大小为0.06N；
    （3）若将磁场方向突然变与原来相反，但磁感应强度大小不变，则导体棒从开始下滑到速率为6m/s的过程中，闭合回路的磁通量增加0.3Wb

    点评 解决本题的关键掌握闭合电路欧姆定律，安培力的大小公式，以及会利用共点力平衡去求未知力

    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    5．在“探究求合力的方法”的实验情况如图甲所示，先将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上带有绳套的两根细绳；先后两次拉伸橡皮条，一次是用两个弹簧测力计通过两细绳互成角度地拉橡皮条，另一次是用一个弹簧测力计通过细绳拉橡皮条．其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳．图乙是在白纸上根据实验结果画出的图．
    ①本实验采用的科学方法是B
    A．理想实验法                B．等效替代法
    C．控制变量法                D．建立物理模型法
    ②实验操作中，下列说法正确的是AB．
    A．弹簧测力计、细绳、橡皮条都应贴近木板且与木板平行
    B．拉橡皮条的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些
    C．拉力F1和F2的夹角越大越好
    D．先将其中一个弹簧测力计沿某一方向拉到最大量程，然后只需调节另一个弹簧测力计拉力的大小和方向，把橡皮条另一端拉到O点
    ③图乙中的F与F′两力中，方向一定沿AO方向的是F′．

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    6．已知力F1=30N，F2=40N，当F1 和F2夹角为900时，合力的大小为（　　）
    A．20NB．30NC．40ND．50N

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    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    3．水平地面上两个质点甲和乙，同时由同一地点沿同一方向作直线运动，它们的v-t图线如图所示，在0-4s内下列关于甲乙质点的运动判断正确的是（　　）
    A．前2s乙质点追甲质点，2s后甲质点追乙质点
    B．2s时甲乙质点速度相等，相距最远
    C．在第4s内，甲质点的平均速度大于乙质点的平均速度
    D．在第4s末乙质点追上甲质点，4s后甲质点不可以再次追上乙质点

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    10．如图所示，用手握着细绳的一端在水平桌面上做半径为r的匀速圆周运动，圆心为O，角速度为ω．细绳长为L，质量忽略不计，运动过程中细绳始终与小圆相切．在细绳的另外一端系着一个质量为m的小球，小球在桌面上恰好在以O为圆心的大圆上做圆周运动．小球和桌面之间存在摩擦力，以下说法正确的是（　　）
    A．小球将做变速圆周运动
    B．细绳拉力为mω2$\sqrt{{r}^{2}+{L}^{2}}$
    C．手对细线做功的功率为$\frac{{m{ω^3}r\sqrt{{r^2}+{L^2}}}}{L}$
    D．球与桌面间的动摩擦因数为$\frac{{ω}^{2}r\sqrt{{r}^{2}+{L}^{2}}}{Lg}$

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    20．下列关于点电荷的叙述正确的是（　　）
    A．点电荷就是电荷量和体积都足够小的带电体
    B．体积大、形状怪异的带电体一定不能视为点电荷
    C．点电荷所带电量的绝对值为1.60×10-19C
    D．带电体的形状和大小对其库仑力的影响可忽略，带电体可看作点电荷

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    7．如图1是某同学做“研究匀变速直线运动”实验时获得的一条纸带．
    （1）打点计时器电源频率为50Hz． A、B、C、D、E、F、G是纸带上7个连续的点，F点由于不清晰而未画出．试根据纸带上的数据，推测F点在刻度尺上的位置，其读数应记为5.00cm．算出F点对应的速度大小为vF=0.70m/s（计算结果保留两位有效数字）

    （2）请根据纸带上的数据，作出的v-t图象
    （3）根据图象，可得t=0时的速度vA=0.20 m/s，加速度a=5.0m/s2（计算结果保留两位有效数字）．

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    4．在探究“互成角度的两个力的合成”的实验中，需要地器材有：方木块、白纸、带有两个细绳套的橡皮条一根、弹簧秤两个、三角板、刻度尺、铅笔一支、图钉几个．在做上述实验时，在水平放置的木板上垫上一张白纸，把橡皮条的一端固定在板上，另一端结两个细绳套，通过细绳套用两个互成角度的弹簧秤拉橡皮条，使结点移列某-位置O．
    （1）此时需记下：结点O的位置，两根细绳所示方向及相应弹簧秤读数；然后用一弹簧秤把橡皮条拉长，使结点到达O点位置，再记下弹簧秤读数和细绳方向．
    （2）若根据实验数据画出力的图示如图所示．图上标出了F1、F2、F、F′四个力，其中F′（填上述字母）不是由弹簧直接测得的．若F与F′的大小基本相等，方向基本相同，说明共点力合成的平行四边形定则得到了验证．

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    5．如图所示电路图，电源的电动势为E=20V，内阻为r=7.0Ω，滑动变阻器的最大阻值为15Ω，定值电阻R0=3Ω．
    （1）当R为何值时，电源的输出功率最大？最大值为多少？
    （2）当R为何值时，R消耗的功率最大？最大值为多少？

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