[题目]如图所示.不等宽的两段光滑平行导轨由水平和倾斜两部分组成.两根由同种材料制成的质量均为的导体棒垂直导轨放置.导体棒的长度为.导体棒的长度为.导体棒的长度与所在导轨的宽度相等.导体棒可在各自的导轨上滑动不会脱离导轨.倾斜导轨与水平方向的夹角为.导体棒的电阻为.锁定在距水平地面高为的位置.水平的宽.窄导轨处都有与水平方向成角的匀强磁� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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【题目】如图所示，不等宽的两段光滑平行导轨由水平和倾斜两部分组成，两根由同种材料制成的质量均为的导体棒垂直导轨放置，导体棒的长度为，导体棒的长度为，导体棒的长度与所在导轨的宽度相等，导体棒可在各自的导轨上滑动不会脱离导轨。倾斜导轨与水平方向的夹角为，导体棒的电阻为，锁定在距水平地面高为的位置。水平的宽、窄导轨处都有与水平方向成角的匀强磁场，磁感应强度大小为，重力加速度为。设磁场范围足够大，宽、窄两部分导轨均足够长，导轨电阻不计。

（1）现给导体棒一个向右的初速度，求导体棒向右运动的最大距离为多少；

（2）给导体棒一个向右的初速度的同时，对导体棒施加一个水平向右的力，使导体棒从速度逐渐减为0，已知在此过程中导体棒上产生的焦耳热为，求力做的功为多少？

（3）在导体棒静止时，将导体棒解除锁定，则两导体棒的最终速度为多少？整个过程中导体棒上产生的焦耳热为多少？

【答案】（1）（2）（3）；；

【解析】

（1）对CD棒由动量定理

其中

其中RCD=4r

联立解得

（2）在此过程中导体棒CD上产生的焦耳热为Q，则因为AB和CD中电流相同，根据Q=I2Rt可知AB棒上产生的焦耳热为Q，由能量关系可知力F做的功为

（3）在导体棒CD静止时，将导体棒AB解除锁定，则AB棒到达水平面时

两导体棒的最终稳定时，回路感应电流为零，两棒产生的感应电动势大小相等方向相反，设此时AB的速度v1，CD的速度为v2，则

即

由动量定理，对AB：

对CD:

解得

根据能量关系可知回路产生的总焦耳热

则整个过程中导体棒AB 上产生的焦耳热为

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（2）用伏安法进一步精确测金属丝的电阻R，实验所用器材如下：

a.电流表A (量程为0.2A，内阻为1Ω)

b.电压表V (量程为9V，内阻约3kΩ)

c.定值电阻R0(阻值为2Ω)

d.滑动变阻器R(最大阻值为10Ω，额定电流为2A)

e.电池组(电动势为9V，内阻不计)

f.开关、导线若干

①某小组同学利用以上器材设计电路，部分电路图如图丁所示，请把电路图补充完整_____。(要保证滑动变阻器的滑片任意移动时，电表均不被烧坏)

②某次实验中，电压表的示数为4.5V，电流表的示数为0.1A，则金属丝电阻的值为________Ω；根据该测量值求得金属丝的电阻率为________Ω·m。(计算结果均保留三位有效数字)

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