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    如图所示，两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距l=lm，导轨平而与水平面成0=37°角，上、下端各连接一电阻，阻值分别为R1=4Ω、R2=6Ω．质量为m=0.5kg，电阻为r=0.6Ω的金属捧ab放在导轨上，棒与导轨垂直并保持良好接触，它们之间的动摩擦因数为μ=0.25，整个装置处于与导轨平面垂直的匀强磁场中，磁感应强度B=1T（sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2）．求：
    （1）金属棒下滑的最大速度；
    （2）从ab开始运动到达到稳定状态时，电阻R2上产生的热量Q=0.4J，求该过程中ab位移x的大小．
    （1）金属棒达到最大速度时，受力平衡，则有：
    mgsinθ=μFN+F
    FN=mgcosθ
    又因有：F=BIL=
    B2l2v
    R

    回路的总电阻为：R=r+
    R1R2
    R1+R2

    代入数据得：v=6m/s
    （2）电阻R1上产生的热量为：Q1=
    R2
    R1
    Q
    金属棒上产生的热量为：Qr=
    r
    R并
    （Q+Q1）
    由能的转化和守恒可得：
    mgsinθx=μmgcosθx+Q+Q1+Qr+
    1
    2
    mv2
    代入数据解得：x=5.125m
    答：（1）金属棒下滑的最大速度为6m/s；
    （2）该过程中ab位移x的大小为5.125m．
    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
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    如图所示，A、B为同种材料制成的边长均为L的正方形线框，B的质量是A的质量的两倍，放在匀强磁场的上方，其磁场宽度为4L，两线框的下边距离磁场的上边的高度均为h，让它们同时由静止释放．问：
    （1）A、B线框哪个先落地？请用学过的物理知识分析论证你的结论；
    （2）落地时，计算通过A、B两个线框的电量之比；
    （3）落地时，能否判断出哪个线框产生的热量较多？若能，求出两者产生的热量之比；若不能，请说明理由．

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：问答题

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    （1）若牵引力恒定，请定性画出ab棒运动的v-t图象；
    （2）若牵引力的功率P恒为12W，则ab棒运动的最终速度v为多大？
    （3）当ab棒沿导轨向上运动到某一速度时撤去牵引力，从撤去牵引力到ab棒的速度为
    零，通过ab棒的电量q=0.72C，则撤去牵引力后ab棒滑动的距离S多大？

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：填空题

    如图所示，粗细均匀的、电阻为r的金属圆环，放在图示的匀强磁场中，磁感应强度为B，圆环直径为l；长为l、电阻为
    r
    2
    的金属棒ab放在圆环上，以v0向左运动，当ab棒运动到图示虚线位置时，金属棒两端的电势差为______．

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：填空题

    如图，Ⅰ和Ⅱ是一对异名磁极，ab为放在其间的金属棒．ab和cd用导线连成一个闭合回路．当ab棒向左运动时，cd导线受到向下的磁场力．由此可知Ⅰ是______极（填空“N”或“S”），a、b两点的电势φa______φb（填空“＞”、“＜”或“=”）．

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    如图所示，先后以速度v1和v2把一矩形线圈匀速拉出有界的匀强磁场区域，若v2=2v1，则在先后两种情况下，下列说法正确的是（　　）
    A．线圈中的感应电流之比I1：I2=2：1
    B．线圈中产生的焦耳热之比Q1：Q2=1：4
    C．作用在线圈上的外力大小之比F1：F2=1：2
    D．通过线圈某截面的电荷量之比q1：q2=1：2

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：问答题

    如图所示：宽度L=1m的足够长的U形金属框架水平放置，框架处在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B=1T，框架导轨上放一根质量m=0.2kg、电阻R=1.0Ω的金属棒ab，棒ab与导轨间的动摩擦因数μ=0.5，现用功率恒为6w的牵引力F使棒从静止开始沿导轨运动（ab棒始终与导轨接触良好且垂直），当棒的电阻R产生热量Q=5.8J时获得稳定速度，此过程中，通过棒的电量q=2.8C（框架电阻不计，g取10m/s2）．
    问：（1）ab棒达到的稳定速度多大？
    （2）ab棒从静止到稳定速度的时间多少？

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：多选题

    如图所示，导体棒ab可以无摩擦地在足够长的竖直轨道上滑动，整个装置处于匀强磁场中，除R外其他电阻均不计，则导体棒ab下落过程中（　　）
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    B．棒达到稳定速度以前，电阻R增加的内能由焦耳定律Q=I2Rt求解
    C．棒达到稳定速度以后，减少的重力势能全部转化为电阻R增加的内能
    D．棒达到稳定速度以前，减少的重力势能全部转化为棒增加的动能和电阻R增加的内能

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：问答题

    如图，固定于水平地面上接有阻值为R=0.50Ω的电阻的光滑金属框架上放置一金属棒ab，金属框架宽度为L=1.0m，垂直于质量为m=1.0kg的金属棒ab施加一水平恒力F=1.0N，使棒从静止开始运动，当速度达到最大值时，电阻R上产生的焦耳热为Q=0.50J，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B=1.0T，金属棒的电阻为r=0.50Ω，不计其它电阻，求：
    （1）金属棒的最大速度v；
    （2）达到最大速度时金属棒在框架上运动的位移S；
    （3）金属棒从静止开始运动到最大速度所需要的时间t．

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