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    【题目】如图，质量为M的足够长金属导轨abcd放在光滑的绝缘水平面上．一电阻不计，质量为m的导体棒PQ放置在导轨上，始终与导轨接触良好，PQbc构成矩形．棒与导轨间动摩擦因数为μ，棒左侧有两个固定于水平面的立柱．导轨bc段长为L，开始时PQ左侧导轨的总电阻为R，右侧导轨单位长度的电阻为R0．以ef为界，其左侧匀强磁场方向竖直向上，右侧匀强磁场水平向左，磁感应强度大小均为B．在t=0时，一水平向左的拉力F垂直作用在导轨的bc边上，使导轨由静止开始做匀加速直线运动，加速度为a．

    （1）求回路中感应电动势及感应电流随时间变化的表达式；

    （2）经过多长时间拉力F达到最大值，拉力F的最大值为多少？

    （3）某过程中回路产生的焦耳热为Q，导轨克服摩擦力做功为W，求导轨动能的增加量．

    【答案】（1）（2）Ma＋μmg＋（1＋m）B2L2（3）（W－mQ）

    【解析】

    （1）回路中感应电动势E=BLv

    导轨做初速度为零的匀加速运动v=at

    回路中感应电动势随时间变化的表达式E=BLat

    回路中总电阻

    回路中感应电流随时间变化的表达式

    （2）导轨受到外力F，安培力FA，摩擦力f；

    由牛顿第二定律

    解得

    上式中，当，即时外力F取最大值

    所以

    （3）设此过程中导轨运动距离S由动能定理，W合=△Ek，W合=Mas

    由于摩擦力Ff="μ(mg+" FA)，则摩擦力做功W=μmgS+μWA=μmgS+μQ

    所以

    导轨动能的增加量

    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源： 题型：

    【题目】如下图1所示，abcd是位于竖直平面内的正方形闭合金属线框，其质量为0.04kg，电阻为0.4Ω。在金属线框的下方有一匀强磁场区域，MN和PQ是该匀强磁场区域的水平边界，并与线框的bc边平行，磁场方向与线框平面垂直，磁场区域上下边界的距离大于线框的边长。现金属线框由距MN某一高度处从静止开始下落，经时间0.1s后刚好到达MN边缘，速度为0.8m/s，线框所受空气阻力恒定。下图2是金属线框由静止开始下落到ad边刚好进入磁场区域运动过程的v-t图像，g=10m/s2。

    （1）bc边从刚好进入磁场区域到将要离开这一区域的过程中线框做的是怎样的运动？线框的边长是多少m?

    （2）bc边刚好离开磁场区域时线框的加速度方向是怎样的？

    （3）求线框从开始运动到ad边刚好进入磁场的运动过程中空气阻力做的功；

    （4）求磁场的磁感应强度。

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    【题目】如图所示，带负电的点电荷旁有一接地大金属板，A为金属板内一点，B为金属板左侧外表面上一点，下列关于金属板上感应电荷在A点和B点的场强方向判断正确的是（　　）

    A.感应电荷在A点的场强沿E1的反方向

    B.感应电荷在A点的场强沿水平向右方向

    C.感应电荷在B点的场强可能沿E3方向

    D.感应电荷在B点的场强可能沿E4方向

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    【题目】如图所示的实验装置可以验证动能定理表达式。水平气垫导轨上A处固定安装一个光电门，滑块上固定一遮光条，滑块前端固定拉力传感器并通过细线绕过气垫导轨左端定滑轮与钩码相连，滑块从静止释放，释放时遮光条位于气垫导轨上位置的上方.

    (1)某同学用游标卡尺测量遮光条宽度,如图所示，则 =_____ .

    (2)实验时接通气源稳定后，滑块静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间差为，测得滑块(包括遮光条)与拉力传感器的总质量为,为了测量拉力对滑块做的功，需要测量和记录的物理量是__________ (写出物理量及对应的符号)，若滑块运动过程中表达式_________在误差允许的范围内成立，即可验证动能定理。

    (3)下列不必要的实验要求是____(请填写选 项前对应的字母).

    A.调整气垫导轨到水平状态

    B.应使滑块(包括遮光条)的质量远大于钩码的质量

    C.已知当地重力加速度

    D.应使牵引滑块的细线与气垫导轨平行

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    【题目】由电场强度的定义式可知，在电场中的同一点 (　　)

    A. 电场强度E跟F成正比，跟q成反比

    B. 无论检验电荷所带的电荷量如何变化，始终不变

    C. 电荷在电场中某点所受的电场力大，则该点的电场强度强

    D. 一个不带电的小球在P点受到的电场力为零，则P点的场强一定为零

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    【题目】如图所示，ACB是一个半径为R的半圆柱面的横截面，直径AB水平，C为截面上的最低点，AC间有一斜面，从A点以大小不同的初速度v1、v2沿AB方向水平抛出两个小球，a和b，分别落在斜面AC和圆弧面CB上，不计空气阻力，下列判断正确的是（ ）

    A. 初速度v1可能大于v2

    B. a球的飞行时间可能比b球长

    C. 若v2大小合适，可使b球垂直撞击到圆弧面CB上

    D. a球接触斜面前的瞬间，速度与水平方向的夹角为45°

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    【题目】横截面为直角三角形的两个相同斜面如图紧靠在一起，固定在水平面上，它们的竖直边长都是底边长的一半。小球从左边斜面的顶点以不同的初速度向右平抛，最后落在斜面上。其中三个小球的落点分别是a，b，c。图中三小球比较，下列判断正确的是（　　）

    A.落在a点的小球飞行时间最短

    B.落在c点的小球飞行时间最短

    C.落在a点的小球飞行过程速度的变化量最大

    D.无论小球抛出时初速度多大，落到两个斜面上的瞬时速度都不可能与斜面垂直

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    【题目】如图所示，有一足够长的光滑平行金属导轨折成倾斜和水平两部分，倾斜部分导轨平面与水平面的夹角为，水平和倾斜部分均处在匀强磁场中，磁感应强度为B，水平部分磁场方向竖直向下，倾斜部分磁场方向垂直斜面向下(图中末画出)两个磁场区域互不叠加。将两根金属棒a、b垂直放置在导轨上，并将b用轻绳通过定滑轮和小物块c连接。己知导轨间的距离均为L，金属棒的电阻均为R，质量均为m，小物块c的质量也为m，一切摩擦和其它电阻都不计，运动过程中棒与导轨保持接触良好，且b始终不会碰到滑轮，重力加速度大小为g。求：

    (1)锁定a，释放b，求b的最终速度；

    (2)在a上施加一沿斜面向上的恒力F=1.5mg，同时将a、b由静止释放，求达到稳定状态时a、b的速度；

    (3)若在(2)中小物块c下落h时恰好达到稳定状态，求此过程中系统产生的焦耳热。

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    【题目】如图所示，实线表示一簇关于x轴对称的等势面，在轴上有A、B两点，则

    A. A点场强小于B点场强 B. A点场强方向指向x轴负方向

    C. A点场强大于B点场强 D. A点电势高于B点电势

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