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    11．如图所示，两平行的光滑金属导轨安装在一倾角为α的光滑绝缘斜面上，导轨间距为L，电阻忽略不计且足够长，以宽度为d的有界匀强磁场垂直于斜面向上，磁感应强度为B．另有一长为2d的绝缘杆将一导体棒和一边长为d（d＜L）的正方形线框连在一起组成的固定装置，总质量为m，导体棒中通有大小恒为I的电流．将整个装置置于导轨上，开始时导体棒恰好位于磁场的下边界处．由静止释放后装置沿斜面向上运动，当线框的下边运动到磁场的上边界MN处时装置的速度恰好为零．重力加速度为g．
    （1）求刚释放时装置加速度的大小；
    （2）求这一过程中线框中产生的热量；
    （3）之后装置将向下运动，然后再向上运动，经过若干次往返后，最终整个装置将在斜面上作稳定的往复运动．求稳定后装置运动的最高位置与最低位置之间的距离．

    分析 （1）装置受重力、支持力和安培力作用，向上加速运动，采用正交分解法求合力，由牛顿第二定律求解加速度．
    （2）从释放装置到线框的下边运动到磁场的上边界MN过程中，运用能量守恒定律求解线框中产生的热量．
    （3）装置往复运动的最高位置：线框的上边位于磁场的下边界，此时金属棒距磁场上边界d；往复运动到最低位置时，金属棒在磁场内，设距离上边界x，根据棒所受安培力做功等于装置的重力做功建立联系，列方程求解．

    解答 解：（1）刚释放时，装置受重力、支持力和安培力作用，由牛顿第二定律，有：
     BIL-mgsinα=ma
    解得加速度 a=$\frac{BIL}{m}$-gsinα                                         
    （2）装置由静止释放到线框的下边运动到磁场的上边界MN过程中线框中产生的焦耳热为Q，由能量守恒得
     BIL•d-mgsinα•4d-Q=0
    解得线框中产生的热量 Q=BILd-4mgdsinα                                      
    （3）装置往复运动的最高位置：线框的上边位于磁场的下边界，此时金属棒据磁场上边界为d；    
    装置往复运动到最低位置时：金属棒在磁场内，设其距离上边界为x，则有
     mgsinα•（x+d）=BIL•x                                            
    解得  x=$\frac{mgdsinα}{BIL-mgsinα}$                                        
    最高位置与最低位置之间的距离为 s=x+d=$\frac{BIL}{BIL-mgsinα}$+d
    答：
    （1）刚释放时装置加速度的大小为$\frac{BIL}{m}$-gsinα；
    （2）这一过程中线框中产生的热量为BILd-4mgdsinα；
    （3）稳定后装置运动的最高位置与最低位置之间的距离为$\frac{BIL}{BIL-mgsinα}$+d．

    点评 本题要注意当线框在磁场中运动产生感应电流时，安培力做功从而产生热量．要理解并掌握力和运动的关系、功与能的关系，运用力学规律解决电磁感应问题．

    练习册系列答案
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    10．人站在地面上，先将两腿弯曲，再用力蹬地，就能跳离地面，人能跳起离开地面的原因是（　　）
    A．地面对人的作用力大于人对地面的作用力
    B．地面对人的作用力大于地球对人的引力
    C．人对地球的作用力大于地球对人的引力
    D．人除受地面的弹力外，还受到一个向上的力

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    11．如图，在水平固定放置的气缸内，用不漏气的轻质活塞封闭有一定量的理想气体，开有小孔的薄隔板将气体分为A、B两部分．活塞的横截面积为S，与气缸壁之间无摩擦．初始时A、B两部分容积相同，温度为T，大气压强为p0．
    （1）加热气体，使A、B两部分体积之比达到1：2，求此时的温度T′；
    （2）将气体温度加热至2T，然后在活塞上施加一向左的水平恒力F=5p0S，推动活塞，直至最终达到平衡，推动活塞过程中温度始终维持2T不变，求最终气体压强p?．

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    8．如图一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO′匀速转动，右端通过电刷a，b与一平行水平金属板相连接．已知线圈匝数为N=10匝，线圈面积S=0.5m2，线圈匀速转动的转速为n=60r/min，线圈内阻不计，磁场的磁感应强度B=$\frac{10}{π}$（T）．平行金属板板长l=0.1m，板间距离d=0.2m，求：
    （1）从图示时刻开始计时，写出矩形线圈中的电动势随时间变化的函数关系式？
    （2）若某时刻一质量为m=1×10-3Kg、带电量为q=0.2C的正粒子，从板中央以v0=100m/s的初速度水平射入平行金属板间，假设粒子在穿越板间的极短时间内电压不变，不计粒子重力，则粒子在金属板间的最大偏转位移为多少？

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    6．如图甲所示，理想变压器原副线圈匝数比n1：n2=2：1，电表均为理想电表，两个电阻均为1Ω，C是电容器，其击穿电压为$\frac{\sqrt{2}}{2}$V，图乙为原线圈输入电压与时间的关系图象，下列说法中正确的是（　　）
    A．输入电压的频率为50Hz，经过变压器后通过电阻的交流电频率为25Hz
    B．s断开时电压表的示数为1.41V，电流表的示数为0.35A
    C．s断开时电压表的示数为1V，电流表的示数为0.25A
    D．闭合开关s，电容器将被击穿

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    16．某同学为测量电池组的电动势和内阻，实验室仅提供了：
    A．待测电池组
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    C．电压表V2（内阻未知）
    D，开关，导线若干
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    A．闭合S′，断开S时，测得两电压表的示数分别为U1，U2；
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    （1）在虚线框中画出此电路图；

    （2）电源的电动势E=$\frac{{U}_{2}{U′}_{1}}{{U}_{1}^{′}-{U}_{1}}$，内阻r=$\frac{（{U}_{1}+{U}_{2}-{U}_{1}^{′}）}{{U}_{1}^{′}-{U}_{1}}{R}_{V}$（用题中字母表示）

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

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    C．电势不同，场强相同D．电势不同，场强不同

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    科目：高中物理 来源： 题型：填空题

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