【题目】如图，两相距L＝0.5m的平行金属导轨固定于水平面上，导轨左端与阻值R＝2Ω的电阻连接，虚线内存在垂直导轨平面且磁感应强度为B＝0.4T的匀强磁场。质量m＝0.2kg、阻值为r＝1Ω的金属杆垂直置于导轨上，与导轨接触良好，金属杆与导轨间的动摩擦因数为μ＝0.1，导轨的电阻可忽略。杆在水平向右的恒定拉力F＝0.24N作用下由静止开始运动，并始终与导轨垂直，进入磁场时恰好开始做匀速直线运动。求：
（1）杆进入磁场时的速度大小v；
（2）杆在磁场中运动0.6m位移的过程中，电阻R上产生的热量Q；
（3）若在杆恰好进入磁场时撤去拉力F，分析说明杆在撤去F后加速度、速度的变化情况。
【答案】（1）
（2）
（3）见解析
【解析】试题分析：杆切割磁感线产生的感应电动势和电流，根据平衡条件求出速度；根据Q＝I2Rt即可求出热量；撤去F后，所受FA和 f与运动方向相反，杆一直做减速运动。若杆始终在磁场内运动：速度始终减小，FA减小，合力减小，加速度减小。杆做加速度减小的减速运动，直至速度为零。若杆能离开磁场继续运动：在磁场内速度减小，加速度减小；离开磁场后只受f作用，合力不变，加速度不变。因此，杆先做加速度减小的减速运动，后做匀减速运动，直至速度为零。
（1）杆切割磁感线产生的感应电动势E＝BLv
回路中的感应电流：
杆所受安培力
杆在磁场中匀速运动时，水平方向的受力如图所示：
则
其中f＝μmg
代入数据可得：v＝3m/s
（2）感应电动势E＝BLv＝0.6V
回路中电流为：
杆在磁场中运动的时间为：
R上产生的热量：Q＝I2Rt＝0.08J
（3）撤去F后，所受FA和 f与运动方向相反，杆一直做减速运动。若杆始终在磁场内运动：速度始终减小，FA减小，合力减小，加速度减小。杆做加速度减小的减速运动，直至速度为零。若杆能离开磁场继续运动：在磁场内速度减小，加速度减小；离开磁场后只受f作用，合力不变，加速度不变。因此，杆先做加速度减小的减速运动，后做匀减速运动，直至速度为零。
科学实验活动册系列答案科目：高中物理 来源： 题型：
【题目】两个相同的薄壁型气缸A和B，活塞的质量都为m，横截面积都为S，气缸的质量都为M，M/m＝2/3，气缸B的筒口处有卡环可以防止活塞离开气缸．将气缸B的活塞跟气缸A的气缸筒底用细线相连后，跨过定滑轮，气缸B放在倾角为30O光滑斜面上，气缸A倒扣在水平地面上，气缸A和B内装有相同质量的同种气体，体积都为V0，温度都为27℃，如图所示，此时气缸A的气缸筒恰好对地面没有压力．设气缸内气体的质量远小于活塞的质量，大气对活塞的压力等于活塞重的1.5倍．
①若使气缸A的活塞对地面的压力为0，气缸A内气体的温度是多少度？
②若使气缸B中的气体体积变为
，气缸B内的气体的温度是多少度？
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【题目】如图所示，abc为光滑的轨道，其中ab是水平的，bc是竖直平面内的半圆且与ab相切，半径R=0.3m，质量m=0.5kg的小球A静止在轨道上，另一个质量M=1.0kg的小球B，以速度
=6.5m/s与小球A正碰。已知碰撞后小球A经过半圆的最高点c落到水平轨道上距b点为L= 
处， 
，则
（1）碰撞结束时小球A和B的速度大小；
（2）A球在c点对轨道的压力；
（3）论证小球B能否沿半圆轨道到达c点．
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【题目】如图所示，在水平面内存在一半径为2R和半径为R两个同心圆，半径为R的小圆和半径为2R的大圆之间形成一环形区域。小圆和环形区域内分别存在垂直于水平面、方向相反的匀强磁场。小圆内匀强磁场的磁感应强度大小为B。位于圆心处的粒子源S沿水平面向各个方向发射速率为
的正粒子，粒子的电荷量为q、质量为m，为了将所有粒子束缚在半径为2R的圆形内，环形区域磁感应强度大小至少为
A. B B. 
B C. 
B D. 
B
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【题目】如图所示，两根平行光滑的金属导轨M1N1P1－M2N2P2由四分之一圆弧部分与水平部分构成，导轨末端固定两根绝缘柱，弧形部分半径r＝0.8m、导轨间距L＝lm，导轨水平部分处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小两根完全相同的金属棒a、b分别垂直导轨静罝于圆弧顶端M1、M2处和水平导轨中某位置，两金属棒质量均m＝lkg、电阻均R＝2Ω。金属棒a由静止释放，沿圆弧导轨滑入水平部分，此后，金属棒b向右运动，在导轨末端与绝缘柱发生碰撞且无机械能损失，金属棒b接触绝缘柱之前两棒己匀速运动且未发生碰撞。金属棒b与绝缘柱发生碰撞后，在距绝缘柱x1＝0.5m的A1A2位置与金属棒a发生碰撞，碰后停在距绝缘柱x2＝0.2m的A3A4位置，整个运动过程中金属棒与导轨接触良好，导轨电阻不计，g取10m/s2．求：
（1）金属棒a刚滑入水平导轨时，受到的安培力大小；
（2）金属棒b与绝缘柱碰撞后到与金属棒a碰撞前的过程，整个回路产生的焦耳热；
（3）证明金属棒a、b的碰撞是否是弹性碰撞。
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【题目】如图是一个理想变压器的示意图，S为单刀双掷开关，P是滑动变阻器的滑动触头，R0是定值电阻，保持交变电压U1不变，下列说法正确的是
A. 若P的位置不变，S由a合到b处，则电压表示数增大
B. 若P的位置不变，S由a合到b处，则电流表示数减小
C. 若S置于b处，将P向上滑动，则电流表示数增大
D. 若S置于b处，将P向上滑动，则电压表示数增大
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【题目】如图所示，两竖直固定且正对放置的导热气缸内被活塞各封闭一定质量的理想气体，活塞a、b用刚性轻杆相连，上下两活塞的横截面积Sa∶Sb＝1∶2，活塞处于平衡状态时，A、B中气体的体积均为V0，温度均为300 K，B中气体压强为0.75P0，P0为大气压强（两活塞及杆质量不计，活塞与气缸内壁间摩擦不计）。
（i）求A中气体的压强；
（ii）现对B中气体加热，同时保持A中气体温度不变，活塞重新达到平衡状态后，A中气体的压强为P0，求此时B中气体的温度。
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【题目】如图甲，有一质量为m的木块静止在光滑水平面上。现对其施加一大小恒定、方向与水平面成
角的外力F，同时用传感器测出不同时木块的加速度a，得到如乙图a–关系图象。已知重力加速度为g，则
A. 木块的加速度最大时，对水平面压力最小
B. 当
时，木块的加速度为0.2g
C. 外力F=0.6mg
D. 木块对水平面的最大压力为1.4mg
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【题目】利用如图所示的实验装置可测量粉末状物体的体积。导热性能良好的密闭容器，顶部连接一气压计可测出容器内的气体压强，容器左端与一个带有活塞的气缸相连，右端有一个小门。把小门开启，将活塞置于图中l位置，记录此时气压计读数po=1.00 atm。把小门封闭，将活塞缓慢推至图中2位置，记录此时气压计读数p1=1.20 atm。此过程中，气缸中气体体积变化△V=0.5 L。然后打开小门，将活塞恢复到l位置，放人待测粉末状物体后封闭小门。再次将活塞缓慢推至2位置，记录此时气压计读数p2=1.25atm。整个过程中环境温度不变，求待测粉末状物体的体积。
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