[题目]如图所示.足够长的U型光滑金属导轨平面与水平面成θ角.其中MN与PQ平行且间距为L.N.Q间接有阻值为R的电阻.匀强磁场垂直导轨平面.磁感应强度为B.导轨电阻不计.质量为m的金属棒ab由静止开始沿导轨下滑.并与两导轨始终保持垂直且接触良好.ab棒接入电路的电阻为r.当金属棒ab下滑距离x时达到最大速度v.重力加速度为g.则在这一过程中( ) A.金属棒做匀� 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，足够长的U型光滑金属导轨平面与水平面成θ角，其中MN与PQ平行且间距为L，N、Q间接有阻值为R的电阻，匀强磁场垂直导轨平面，磁感应强度为B，导轨电阻不计。质量为m的金属棒ab由静止开始沿导轨下滑，并与两导轨始终保持垂直且接触良好，ab棒接入电路的电阻为r，当金属棒ab下滑距离x时达到最大速度v，重力加速度为g，则在这一过程中（　　）

A.金属棒做匀加速直线运动

B.当金属棒速度为时，金属棒的加速度大小为0.5g

C.电阻R上产生的焦耳热为

D.通过金属棒某一横截面的电量为

【答案】D

【解析】

A．对金属棒，根据牛顿第二定律可得：

可得：

当速度增大时，安培力增大，加速度减小，所以金属棒开始做加速度逐渐减小的变加速运动，不是匀加速直线运动，故A错误；

B．金属棒匀速下滑时，则有：

即有：

当金属棒速度为时，金属棒的加速度大小为：

故B错误；

C．对金属棒，根据动能定理可得：

解得产生的焦耳热为：

电阻上产生的焦耳热为：

故C错误；

D．通过金属棒某一横截面的电量为：

故D正确；

故选D。

练习册系列答案

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（1）请判断磁分析器中磁场的方向；

（2）求静电分析器中离子运动轨迹处电场强度E的大小；

（3）求磁分析器中Q点与圆心O2的距离d．

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（1）一段通电直导线的横截面积为S，单位体积的带电粒子数为n，到西安中每个带电粒子定向移动的速率为v，粒子的电荷量为q，并认为做定向运动的电荷是正电荷。

a．试推导出电流的微观表达式；

b．如图所示，电荷定向运动时所受洛伦兹力的矢量和，在宏观上表现为导线所受的安培力。按照这个思路，请你尝试由安培力的表达式推导出洛伦兹力的表达式。

（2）经典物理学认为金属导体总恒定电场形成稳恒电流。金属导体中的自由电子在电场力的作用下，定向运动形成电流。自由电子在定向运动的过程中，不断地与金属离子发生碰撞。碰撞后自由电子定向运动的速度变为零，将能量转移给金属离子，使得金属离子的热运动更加剧烈。自由电子定向运动过程中，频繁地与金属离子碰撞产生了焦耳热。某金属直导线电阻为R，通过的电流为I。请从宏观和微观相联系的角度，推导在时间t内导线中产生的焦耳热为（需要的物理量可自设）。