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    10．如图所示，MN、PQ两平行光滑水平导轨分别与半径r=0.5m的相同竖直半圆导轨在N、Q端平滑连接，M、P端连接定值电阻R，质量M=2kg的cd绝缘杆垂直静止在水平导轨上，在其右侧至N、Q端的区域内充满竖直向上的匀强磁场．现有质量m=1kg的ab金属杆以初速度v0=12m/s水平向右与cd绝缘杆发生正碰后，进入磁场并最终未滑出，cd绝缘杆则恰好能通过半圆导轨最高点，不计其它电阻和摩擦，ab金属杆始终与导轨垂直且接触良好，取g=10m/s2，求：
    （1）cd绝缘杆通过半圆导轨最高点时的速度大小v；
    （2）电阻R产生的焦耳热Q．

    分析 （1）cd杆恰好通过半圆轨道的最高点，在最高点，重力提供向心力，由牛顿第二定律可以求出速度．
    （2）两杆碰撞过程动量守恒，由动量守恒定律求出碰撞后ab杆的速度，然后由能量守恒定律可以求出电阻产生的焦耳热．

    解答 解：（1）cd绝缘杆通过半圆导轨最高点时，由牛顿第二定律有：Mg=M$\frac{{v}^{2}}{r}$
    解得：v=$\sqrt{gr}$=$\sqrt{5}$m/s
    （2）碰撞后cd绝缘杆滑至最高点的过程中，由动能定理有：
    -Mg•2r=$\frac{1}{2}M{v}^{2}-\frac{1}{2}M{v}_{2}^{2}$
    解得碰撞后cd绝缘杆的速度：v2=5m/s
    两杆碰撞过程，动量守恒，取向右为正方向，则有：mv0=mv1+Mv2
    解得碰撞后ab金属杆的速度：v1=2m/s
    ab金属杆进入磁场后，由能量守恒定律有：$\frac{1}{2}m{v}_{1}^{2}$=Q
    解得：Q=2J
    答：
    （1）cd绝缘杆通过半圆导轨最高点时的速度大小v是$\sqrt{5}$m/s；
    （2）电阻R产生的焦耳热Q是2J．

    点评 本题考查了求速度、焦耳热问题，应用牛顿第二定律、机械能守恒定律、动量守恒定律、能量守恒定律即可正确解题；分析清楚运动过程是正确解题的前提与关键．

    练习册系列答案
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    A．电池组（3V、）

    B．电流表（0～3A，约0．0125Ω）

    C．电流表（0～0．6A，约0．125Ω）

    D．电压表（0～3V、）

    E．电压表（0～15V、）

    F．滑动变阻器（0～）

    G．滑动变阻器（0～）

    H．开关、导线

    （1）上述器材中应选用的是_________。

    （2）实验电路应采用电流表__________接法（填“内”或“外”）。

    （3）在方框中画出实验电路图。

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    A. t="3" s的时刻物体恰好经过B点

    B. t="10" s的时刻物体恰好停在C点

    C. 物体运动过程中的最大速度为m/s

    D. A、B间的距离大于B、C间的距离

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    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    18．如图甲所示，正三角形导线框abc固定在磁场中，磁场方向与线圈平面垂直，磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示．t=0时刻磁场方向垂直纸面向里，在0～4s时间内，线框中产生的感应电流为I（线框中顺时针方向的电流为正方向），线框ab边所受安培力F（规定水平向左为力的正方向），线框中感应电流I和线框ab边所受安培力F随时间t变化的关系，可能是下图中的（　　）
    A．B．C．D．

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    ②求B追上A并压缩弹簧的过程中弹簧的最大弹性势能．

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