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    （15分）如图甲所示，空间存在B=0.5T，方向竖直向下的匀强磁场，MN、PQ是处于同一水平面内相互平行的粗糙长直导轨，间距L=0.2m， R是连接在导轨一端的电阻，ab是跨接在导轨上质量为m=0.1kg的导体棒。从零时刻开始，通过一小型电动机对ab棒施加一个牵引力F，方向水平向左，使其从静止开始沿导轨做加速运动，此过程中棒始终保持与导轨垂直且接触良好。图乙是棒的v-t图象，其中OA段是直线，AC是曲线，DE是曲线图象的渐进线，小型电动机在12s末达到额定功率P=4.5W，此后保持功率不变。除R外，其余部分电阻均不计，g=10m/s2。

    （1）求导体棒ab在0－12s内的加速度大小
    （2）求导体棒ab与导轨间的动摩擦因数及电阻R的值
    （3）若t=17s时，导体棒ab达最大速度，从0－17s内共发生位移100m，试求12s－17s内，R上产生的热量是多少？
    （1）0.75m/s2（2） R=0.4Ω（3）

    试题分析：（1）由v-t图象的斜率得m/s2=0.75m/s2
    （2）t1=12s时，由v-t图象得速度为 v1="9m/s"
    因为，，,
    由牛顿第二定律得 即
    由图象知17s末导体棒ab的最大速度为v2=10m/s，此时加速度为零，同理有
     
    联立解得 ，R=0.4Ω
    （3）由v-t图象知0－12s内，导体棒匀加速运动的位移=54m
    12－17s内，导体棒的位移 m
    由能量守恒得
    代入数据解得R上产生的热量    Q="12.35" J
    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源：不详 题型：计算题

    (12分)如图甲所示，相隔一定距离的竖直边界两侧为相同的匀强磁场区，磁场方向垂直纸面向里，在边界上固定两长为L的平行金属极板MN和PQ，两极板中心各有一小孔S1、S2，两极板间电压的变化规律如图乙所示，电压的大小为U0，周期为T0。在t=0时刻将一个质量为m、电荷量为－q(q>0)的粒子由S1静止释放，粒子在电场力的作用下向右运动，在t=时刻通过S2垂直于边界进入右侧磁场区。(不计粒子重力，不考虑极板外的电场)

    (1)求粒子到达S2时的速度大小v
    (2)为使粒子不与极板相撞，求磁感应强度的大小应满足的条件；
    (3)若已保证了粒子未与极板相撞，为使粒子在t=T0时刻再次到达S1，而再次进入电场被加速，求该过程中粒子在磁场内运动的时间和磁感应强度的大小。

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    如图所示，在某一真空中，只有水平向右的匀强电场和竖直向下的重力场，在竖直平面内有初速度为v0的带电微粒，恰能沿图示虚线由A向B做直线运动．那么(　　)
    A．微粒带正、负电荷都有可能
    B．微粒做匀减速直线运动
    C．微粒做匀速直线运动
    D．微粒做匀加速直线运动

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    如图所示，实线表示在竖直平面内的电场线，电场线与水平方向成α角，水平方向的匀强磁场与电场正交，有一带电液滴沿斜向上的虚线l做直线运动，l与水平方向成β角，且α＞β，则下列说法中错误的是（        ）
    A．液滴一定做匀速直线运动
    B．液滴一定带正电
    C．电场线方向一定斜向上
    D．液滴有可能做匀变速直线运动

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：计算题

    如图甲所示，两块长为L（L未知）的平行金属板M、N，彼此正对，板间距亦为L。现将N板接地，M上电势随时间变化规律如图乙所示。两平行金属板左边缘的中线处放置一个粒子源，能沿中线方向连续不断地放出一定速度的带正电粒子。已知带电粒子的荷质比，粒子的重力和粒子之间的作用力均可忽略不计。若某时刻粒子源放出的粒子恰能从平行金属板右边缘离开电场（设在每个粒子通过电场区域的时间内，可以把板间的电场看作是恒定的），同时进入金属板右方磁感强度为T，方向垂直纸面向里的匀强磁场中，一段时间后正粒子垂直打在屏PQ上，屏PQ与金属板右边缘的距离为d=0.5m。

    求
    ①粒子在磁场中的速度？
    ②为完成以上运动带电粒子应在哪个时刻进入电场？

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：计算题

    （18分）如图(a)所示，有两级光滑的绝缘平台，高一级平台距离绝缘板的中心Ｏ的高度为h，低一级平台高度是高一级平台高度的一半．绝缘板放在水平地面上，板与地面间的动摩擦因数为μ，一轻质弹簧一端连接在绝缘板的中心，另一端固定在墙面上。边界ＧＨ左边存在着正交的匀强电场和变化的磁场，电场强度为Ｅ，磁感应强度变化情况如图(b)所示，磁感应强度大小均为Ｂ．有一质量为m、带负电的小球从高一级平台左边缘以一定初速滑过平台后在t=0时刻垂直于边界ＧＨ进入复合场中，设小球刚进入复合场时磁场方向向外且为正值．小球做圆周运动至Ｏ点处恰好与绝缘板发生弹性碰撞，碰撞后小球立即垂直于边界ＧＨ返回并滑上低一级平台，绝缘板从C开始向右压缩弹簧的最大距离为Ｓ到达D，求：

    ⑴ 磁场变化的周期Ｔ；
    ⑵ 小球从高一级平台左边缘滑出的初速度v；
    ⑶ 绝缘板的质量Ｍ；
    ⑷ 绝缘板压缩弹簧具有的弹性势能ＥP．

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：计算题

    磁流体发电是一项新兴技术，它可以把物体的内能直接转化为电能，如图所示，平行金属板A、B之间相距为d，板间的磁场按匀强磁场处理，磁感应强度为B，等离子体以速度v沿垂直于B的方向射入磁场，金属板A、B是边长为a的正方形，等离子体的电阻率为ρ，外接电阻R。求：

    （1）发电机的电动势；
    （2）电阻R上的电流；
    （3）要使等离子体能进入磁场所需的外力.

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    两平行金属板的间距恰好等于极板的长度。现有重力不计的正离子束以相同的初速度v0平行于两板从两板的正中间向右射入。第一次在两板间加恒定的电压，建立起场强为E的匀强电场，则正离子束刚好从上极板的右边缘射出；第二次撤去电场，在两板间建立起磁感应强度为B，方向垂直于纸面的匀强磁场，则正离子束刚好从下极板右边缘射出。由此可知E与B大小的比值是  （    ）
    A．1.25v0B．0.5v0C．0.25v0 D．v0

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：计算题

    （20分）一个“”形导轨PONQ，其质量为M=2.0kg，放在光滑绝缘的水平面上，处于匀强磁场中，另有一根质量为m=0.60kg的金属棒CD跨放在导轨上，CD与导轨的动摩擦因数是0.20，CD棒与ON边平行，左边靠着光滑的固定立柱a、b，匀强磁场以ab为界，左侧的磁场方向竖直向上（图中表示为垂直于纸面向外），右侧磁场方向水平向右，磁感应强度的大小都是0.80T，如图所示，已知导轨ON段长为0.50m，电阻是0.40Ω，金属棒CD的电阻是0.20Ω，其余电阻不计。导轨在水平拉力作用下由静止开始以0.20m/s2的加速度做匀加速直线运动，一直到CD中的电流达到4.0A时，导轨改做匀速直线运动.设导轨足够长，取g=10m/s2.求：

    ⑴导轨运动起来后，C、D两点哪点电势较高？
    ⑵导轨做匀速运动时，水平拉力F的大小是多少？
    ⑶导轨做匀加速运动的过程中，水平拉力F的最小值是多少？
    ⑷CD上消耗的电功率为P=0.80W时，水平拉力F做功的功率是多大？

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