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    15．两根足够长的平行金属导轨位于同一水平面内，两导轨间的距离为l．导轨左端连接一个阻值为R的电阻，同时还连接一对间距为d的水平放置的平行金属极板．在导轨上面横放着一根阻值为r、质量为m的导体棒ab，构成闭合回路，如图所示．在整个导轨平面内都有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为B．用大小为F的水平外力拉着导体棒沿导轨向右匀速滑行，已知导体棒与导轨间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，忽略导轨的电阻．
    （1）求导体棒匀速滑行的速度大小．
    （2）导体棒匀速滑行过程，有一个质量为m0的带电小液滴静止悬浮在平行金属极板间（极板间为真空），求小液滴的电荷量并说明其电性．

    分析 （1）根据共点力的平衡条件结合安培力的计算公式、闭合电路的欧姆定律联立求解；
    （2）根据欧姆定律求解两极板间的电压，再以液滴为研究对象，根据共点力的平衡条件求解电荷量及其电性．

    解答 解：（1）棒匀速滑行，根据共点力的平衡条件可得：F=BIl+μmg
    根据法拉第电磁感应定律可得回路中的感应电动势为：E=Blv
    根据闭合电路的欧姆定律可得回路中的电流为：I=$\frac{Blv}{R+r}$
    解得导体棒匀速滑行的速度大小为：v=$\frac{（F-μmg）（R+r）}{{B}^{2}{l}^{2}}$；
    （2）根据欧姆定律可得金属板间的电压为：U=IR
    带电液滴静止在极板间，有：m0g=q$•\frac{U}{d}$
    解得小液滴的电荷量为：q=$\frac{{m}_{0}gdBl}{（F-μmg）R}$；
    根据右手定则可知金属棒a端电势高，电容器下极板带正电，所以液滴带正电．
    答：（1）导体棒匀速滑行的速度大小为$\frac{（F-μmg）（R+r）}{{B}^{2}{l}^{2}}$．
    （2）小液滴的电荷量为$\frac{{m}_{0}gdBl}{（F-μmg）R}$，液滴带正电．

    点评 对于电磁感应现象中涉及电路问题的分析方法是：确定哪部分相对于电源，根据电路连接情况画出电路图，结合法拉第电磁感应定律和闭合电路的欧姆定律、以及电功率的计算公式列方程求解．

    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    1．下列说法中正确的是（　　）
    A．只有体积很小或质量很小的物体才可以看作质点
    B．在单向直线运动中，物体的位移就是路程
    C．施力物体同时也是受力物体
    D．物体受到的几个共点力的合力一定大于每一个分力

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    科目：高中物理 来源： 题型：实验题

    2．有一小灯泡上标有“4.8V 2W”的字样，某同学为了测量小灯泡在不同电压下的电功率，从实验室找到以下器材：
    A．电流表头G（0-1mA，内阻为3kΩ）     
    B．电流表A（0-0.6A，内阻约1Ω）     
    C．电阻箱（0-9999.9Ω）
    D．滑动变阻器R（10Ω，2A）      
    E．学生电源（直流6V，内阻不计）      
    F．开关、导线若干
    （1）由于表头量程偏小，该同学首先需将表头改装成量程为6V的电压表，则应该将表头与电阻箱串联（填“并联”或“串联”），并将该电阻箱阻值调为3000Ω
    （2）接着该同学用改装后的电压表测量小灯泡在不同电压下的电功率，请在虚线方框中画出实验原理图．
    （3）某次测量，电流表指针偏转如图甲所示，则电流表的示数为0.44A
    （4）该小组描绘出的伏安特性曲线如图乙所示，若将2只相同的小电珠串联后，直接与电动势为3V、内阻为1Ω的电源组成闭合回路，每个小电珠的功率约为0.44W．（保留两位小数）

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    3．如图所示，足够长的导轨MN、PQ分别水平放置且位于同一竖直平面内，其间有垂直导轨平面水平向里的匀强磁场，磁感应强度为B=4T，长度为L=4m、电阻为r=lΩ的导体棒CD垂直导轨放置，在外力作用下，导轨以vL=4.5m/s的速度水平向右匀速运动，电阻R1=4Ω，R2=12Ω，R3=16Ω电容为C=0.2μF的平行板电容器的两极板A、B与水平面的夹角θ=37°，两极板A、B间的距离d=0.4m，板间有一个传动装置，绝缘传送带与极板平行，皮带传动装置两轮轴心相距L=5m，传送带逆时针匀速转动，其速度v=4m/s．现有一个质量m=0．lkg、电荷量q=+0.02C的工件（视为质点，电荷量保持不变）轻放在传送带底端，同时开关S闭合，电路瞬间能稳定下来，不计其余电阻，工件与传送带间的动摩擦因数为μ=0.25，g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8．求：
    （1）开关S闭合后，电容器所带电量．
    （2）工件从传送带底端运动到顶端过程中因摩擦所产生的热量．

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    10．如图，绝缘、光滑斜面倾角θ=37°，在区域I内有垂直于斜面向上的匀强磁场，区域II内有垂直于斜面向下的匀强磁场，磁感应强度大小均为B=1T，宽度均为d=0.4m，MN为两磁场的分界线．质量为0.06kg的矩形线框abcd，边长分别为L=0.6m和d=0.4m，置于斜面上端某处，ab边与磁场边界、斜面底边平行．由静止释放线框，线框沿斜面下滑，恰好匀速进入区域I．已知线框的总电阻R=0.5Ω．
    （1）求ab边在区域I内运动时，线框的速度v0的大小；
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    （3）将ab边进入区域Ⅱ时记为t=0时刻，为使线框此后能以大小为0.4m/s2、沿斜面向上的加速度做匀变速运动，需在线框上施加一沿斜面方向的外力，求t=0时的外力F．
    （4）请定性地描述在题（3）的情景中，t=0之后外力F随时间t变化的情况．

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    7．如图所示，细绳竖直拉紧，下端挂一重球，重球下放着一光滑斜面，球与斜面接触且静止，则重球受到的力有（　　）
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    C．重力、斜面支持力D．绳的拉力、斜面的支持力

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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

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    （1）该船渡河所用的最短时间．
    （2）该船沿最短航线航行时的渡河时间．

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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    5．如图所示，质量为2kg的铜球从5m高处自由下落，又反弹到离地面3.2m高处，若铜球和地面之间的作用时间为0.2s，求铜球和地面之间的平均作用力？（g=10m/s2）

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