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    1．水平放置的平行金属框架宽L=0.2m，质量为m=0.1kg的金属棒ab放在框架上，并且与框架的两条边垂直．整个装置放在磁感应强度B=0.5T，方向垂直框架平面的匀强磁场中，如图所示．金属棒ab在F=2N的水平向右的恒力作用下由静止开始运动．电路中除R=0.05Ω外，其余电阻、摩擦阻力均不考虑．、设框架足够长．当棒达到最大速度后，撤去F．试求
    （1）ab达到的最大速度为多少？
    （2）撤去F后，R上还能产生的热量为多少？
    （3）撤去F后，ab棒运动到能达到的最大距离一半时的速度为多大？

    分析 （1）当金属棒做匀速直线运动时速度达到最大，由平衡条件可以求出最大速度．
    （2）由功能关系可求得产生的热量；
    （3）由动能定理可以求出克服安培力做功．

    解答 解：（1）导线受到的安培力：
    F=BIL
    感应电流：I=$\frac{BL{v}_{m}}{R}$
    联解得：F=BL$\frac{BL{v}_{m}}{R}$
    代入数据解得：vm=10m/s；
    （2）撤去F后，动能全部转化为内能；则产生的内能为：
    Q=$\frac{1}{2}$mvm2=$\frac{1}{2}×0.1×100$=5J；
    （3）当棒速度为0时，棒前进的距离为x，由动量定理得：
    BL∑i△t=mvm
    即：BLq=mvm
    由E=BLv联立可得：
    $\frac{{B}^{2}{L}^{2}x}{R}$=mvm
    对后一半过程则有：
    BL∑i△t=mvm-mv
    BLq′=mvm-mv
    联立由以上解得：v=5m/s；
    答：（1）ab达到的最大速度为10m/s；
    （2）撤去F后，R上还能产生的热量为5J；
    （3）撤去F后，ab棒运动到能达到的最大距离一半时的速度为5m/s．

    点评 本题是电磁感应与力学知识的综合应用，关键是安培力的分析和计算，它是联系力学与电磁感应的桥梁．

    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    5．如图所示，在圆形区域内，存在垂直纸面向外的匀强磁场，ab是圆的一条直径．一带电粒子从a点射入磁场，速度大小为2v，方向与ab成30°时恰好从b点飞出磁场，粒子在磁场中运动的时间为t；若仅将速度大小改为v，则粒子在磁场中运动的时间为（不计带电粒子所受重力）（　　）
    A．3tB．$\frac{3t}{2}$C．$\frac{t}{2}$D．2t

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    12．跳伞运动员从跳伞塔上跳下，当降落伞打开后，伞和运动员所受的空气阻力大小跟下落速度的平方成正比，即f=kv2，已知比例系数k=20N•s2/m2，运动员和伞的总质量m=72kg．设跳伞塔足够高，且运动员跳离塔后即打开伞，取g=10m/s2．
    （1）求下落速度达到v=3m/s时，跳伞运动员的加速度大小；
    （2）求跳伞运动员最终下落的速度；
    （3）若跳伞塔高 h=200m，跳伞运动员在着地前已经做匀速运动，求从开始跳下到即将触地的过程中，伞和运动员损失的机械能．（本问结果保留3位有效数字．）

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    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    9．下列关于力和运动的关系的说法中，正确的是（　　）
    A．没有外力作用时，物体不会运动，这是牛顿第一定律的体现
    B．物体受合外力越大，速度变化得越快，这是符合牛顿第二定律的
    C．直线运动的物体所受合外力突变时，速度的大小和方向也会发生突变
    D．物体所受合外力最大时，速度可能为零

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    16．如图所示，绳OA、OB悬挂重物于O点，开始时OA水平．现缓慢顺时针旋转OA绳至竖直状态，在此过程中O点的位置保持不变，则（　　）
    A．绳OA的拉力逐渐减小B．绳OA的拉力逐渐增大
    C．绳OA的拉力先变大，后变小D．绳OA的拉力先变小，后变大

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    6．要测绘一个标有“3V　0.6W”小灯泡的伏安特性曲线，灯泡两端的电压需要由零逐渐增加到3V，并便于操作．已选用的器材有：
    电池组（电动势为4.5V，内阻约1Ω）；电流表（量程为0～250mA，内阻约5Ω）；
    电压表（量程为0～3V，内阻约3kΩ）；电键一个、导线若干．
    ①实验中所用的滑动变阻器应选下列中的A（填字母代号）．
    A．滑动变阻器（最大阻值20Ω，额定电流1A）
    B．滑动变阻器（最大阻值1 750Ω，额定电流0.3A）
    ②请在图1方框内画出满足实验要求的电路图，并把图2所示的实验器材用实线连接成相应的实物电路图．

    ③实验得到小灯泡的伏安特性曲线如图3所示．如果将这个小灯泡接与电动势为1.5V、内阻为1Ω的电源以及一个阻值为4Ω的定值电阻串联形成闭合回路，此时小灯泡消耗的功率是0.1W．

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    13．如图所示，传送带的两个轮子半径均为r=0.2m，两个轮子最高点A、B在同一水平面内，A、B间距离l=5m，半径R=0.4m的固定、竖直光滑圆轨道与传送带相切于B点、C点是圆轨道的最高点，质量m=0.1kg的小滑块与传送带之间的动摩擦因数μ=0.4．重力加速度g=10m/s2．
    （1）当传送带静止时，小滑块以一定的速度从传送带上的A点出发，到B点后恰好又通过C点，求小滑块在A点的速度．
    （2）当传送带的轮子以一定的角速度匀速转动，将小滑块无初速地放到传送带上的A点，小滑块恰好运动到如图所示的D点，OD的连线与竖直方向夹角为60°，求这一过程中小滑块在传送带上运动的时间和传送带的轮子转动的角速度．

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    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    10．如图所示为质点的振动图象，下列判断中正确的是（　　） 
    A．周期是8sB．振幅是±2cm
    C．4s末质点的速度为负，加速度为零D．10s末质点的加速度为正，速度最大

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    科目：高中物理 来源： 题型：填空题

    11．如图所示，一竖直轻杆上端可以绕水平轴O无摩擦转动，轻杆下端固定一个质量为m的小球，力F=mg垂直作用于轻杆的中点，使轻杆由静止开始转动，若转动过程保持力F始终与轻杆垂直，当轻杆转过的角度θ=30°时，小球的速度最大；若轻杆转动过程中，力F的方向始终保持水平方向，其他条件不变，则轻杆能转过的最大角度θm=53°．

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