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    精英家教网如图水平金属导轨的间距为1m，处在一个竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B=2T，其上有一个与之接触良好的金属棒，金属棒的电阻R=1Ω，导轨电阻不计，导轨左侧接有电源，电动势E=10V，内阻r=1Ω，某时刻起闭合开关，金属棒开始运动，已知金属棒的质量m=1kg，与导轨的动摩擦因数为0.5，导轨足够长．问：
    （1）金属棒速度为2m/s时金属棒的加速度为多大？
    （2）金属棒达到稳定状态时的速度为多大？
    （3）导轨的右端是一个高和宽均为0.8m的壕沟，那么金属棒离开导轨后能否落到对面的平台？
    分析：（1）根据E=BLv求出速度为2m/s时的感应电动势，从而得出电路中的实际电压，根据闭合电路欧姆定律求出电路中的电流，再根据牛顿第二定律求出加速度的大小．
    （2）当安培力与阻力相等时，金属棒达到稳定状态，根据平衡，结合闭合电路欧姆定律求出稳定的速度大小．
    （3）金属棒离开导轨后做平抛运动，根据高度求出平抛运动的时间，从而得出水平位移，判断能否落到对面的平台．
    解答：解：（1）感应电动势：?=BLv=2×1×2V=4V…①
    且产生的感应电流其方向与电路电流方向相反，则此时电路的实际电压：
    U=E-?=10-4V=6V…②
    电流：I=
    U
    R+r
    =
    6
    2
    A=3A
    F合=F安-f=BIl-μmg=1N…③
    a=
    F合
    m
    =1m/s2    …④
    （2）金属棒达到稳定状态，即：F安=f…⑤
    则：BIl=μmg
    I=
    μmg
    Bl
    =2.5A    …⑥
    E-?=I（R+r） 得：?=E-I（R+r）=5V…⑦
    由?=Blv得：
    v=
    ?
    Bl
    =2.5m/s    …⑧
    （3）h=
    1
    2
    gt2=0.8m    …⑨
    x=vt…⑩
    得：t=0.4s，x=1m＞0.8m
    知金属棒能够落到对面的平台．
    答：（1）金属棒速度为2m/s时金属棒的加速度为1m/s2．
    （2）金属棒达到稳定状态时的速度为2.5m/s．
    （3）金属棒能够落到对面的平台．
    点评：本题是电磁感应与电路和动力学的综合，注意产生的感应电动势与电源电动势方向相反，结合闭合电路欧姆定律、牛顿第二定律等知识进行求解．
    练习册系列答案
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    如图所示，两互相平行的水平金属导轨MN、PQ放在竖直平面内，相距为L=0.4m，左端接平行板电容器，板间距离为d=0.2m，右端接滑动变阻器R （R的最大阻值为2Ω），整个空间有水平匀强磁场，磁感应强度为B=10T，方向垂直于导轨所在平面．导体棒C D与导轨接触良好，棒的电阻为r=1Ω，其它电阻及摩擦均不计，现用与导轨平行的大小为F=2N的恒力作用，使棒从静止开始运动，取g=10m/s2．求：
    （1）拉力的最大功率是多大？
    （2）当滑动触头在滑动变阻器中点且导体棒处于稳定状态时，一带电量q=+1.0C质量m=1.0kg的小球从平行板电容器左侧沿两极板的正中间以多大速度v入射能在两极板间恰好做匀速直线运动．

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    如图所示，上下不等宽的平行金属导轨的EF和GH两部分导轨间的距离为2L，IJ和MN两部分导轨间的距离为L，导轨竖直放置，整个装置处于水平向里的匀强磁场中，金属杆ab和cd的质量均为m，都可在导轨上无摩擦地滑动，且与导轨接触良好，现对金属杆ab施加一个竖直向上的作用力F，使其匀速向上运动，此时cd处于静止状态，则F的大小为（　　）

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    如图所示，光滑的足够长的平行水平金属导轨MN、PQ相距L，在M、P点和N、Q点间各连接一个阻值恒为R的灯泡，在两导轨间虚线cd的右侧有垂直导轨平面竖直向上，宽度为d的有界磁场，磁感应强度的大小为B0．一电阻也为R，长度也刚好为L、质量为m的导体棒ab垂直放在导轨上，开始时ab与 cd的相距一定的距离．现让棒ab在恒力F作用下从静止开始向右运动，当棒ab进入磁场后恰好做匀速运动，且恰能使两灯正常工作，棒ab与导轨始终保持良好接触，导轨电阻不计．求：
    （1）两灯的额定电压；
    （2）棒ab经过磁场区域的过程中灯L1所消耗的电能；
    （3）撤掉导体棒ab，均匀改变磁感应强度，为使两灯正常发光，试求磁感应强度Bt的变化规律．精英家教网

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    （1）有一游标卡尺，主尺的最小分度是1mm，游标上有20个小的等分刻度．用它测量一金属球的直径，如图甲所示的读数是
     
    mm．用螺旋测微器测量一根金属丝的直径，如图乙所示的读数是
     
    mm．
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    （2）某同学用如图所示装置“研究物体的加速度与外力关系”，他将光电门固定在气垫轨道上的某点B处，调节气垫导轨水平后，用重力为F的钩码，经绕过滑轮的细线拉滑块，每次滑块从同一位置A由静止释放，测出遮光条通过光电门的时间t．改变钩码个数，重复上述实验．记录的数据及相关计算如下表．
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    ①为便于分析F与t的关系，应作出
     
    的关系图象，并在坐标纸上作出该图线
    ②设AB间的距离为s，遮光条的宽度为d，请你由上述实验结论推导出物体的加速度a与时间t的关系式为
     
    ．
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    科目：高中物理 来源： 题型：

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    15
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