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    20．如图所示，固定的竖直光滑U型金属导轨，间距为L，上端接有阻值为R的电阻，处在方向水平且垂直于导轨平面、磁感应强度为B的匀强磁场中．质量为m、电阻不计的导体棒与劲度系数为k的固定轻弹簧相连放在导轨上，导轨的电阻忽略不计．初始时刻，弹簧处于伸长状态，其伸长量为x1=$\frac{mg}{k}$，此时导体棒具有竖直向下的初速度v0．在沿导轨往复运动的过程中，导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触．已知重力加速度为g．求：
    （1）初始时刻导体棒受到的安培力大小；
    （2）导体棒开始运动直到最终静止的过程中，电阻R上产生的焦耳热．

    分析 （1）由E=BLv求出感应电动势，由欧姆定律求出感应电流，由安培力公式可以求出安培力．
    （2）导体棒最终静止时，弹簧的弹力与之重力平衡，可求出弹簧的压缩量，即导体棒下降的高度．从初始时刻到最终导体棒静止的过程中，导体棒的重力势能和动能减小转化为弹簧的弹性势能和内能，根据能量守恒定律求解电阻R上产生的焦耳热Q．

    解答 解：（1）初始时刻感应电动势：E=BLv0，
    感应电流：I=$\frac{E}{R}$=$\frac{BL{v}_{0}}{R}$，
    安培力大小：F=BIL=$\frac{{B}^{2}{L}^{2}{v}_{0}}{R}$；
    （2）最终导体棒静止，弹簧处于压缩状态，设压缩量为x2，
    由平衡条件得：mg=kx2，解得：x2=$\frac{mg}{k}$，
    从初始时刻到最终的全过程中，由能量转化和守恒得：
    $\frac{1}{2}$mv02=Q-mg（x1+x2），解得：Q=$\frac{1}{2}$mv02+$\frac{2{m}^{2}{g}^{2}}{k}$．
    答：（1）初始时刻导体棒受到的安培力大小为$\frac{{B}^{2}{L}^{2}{v}_{0}}{R}$；
    （2）导体棒开始运动直到最终静止的过程中，电阻R上产生的焦耳热为$\frac{1}{2}$mv02+$\frac{2{m}^{2}{g}^{2}}{k}$．

    点评 本题中安培力的经验公式F=$\frac{{B}^{2}{L}^{2}v}{R}$，可以由感应电动势、欧姆定律、安培力三个公式结合推导出来，要加强记忆，有助于分析和计算．

    练习册系列答案
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    A．儿童总处于平衡状态B．儿童的机械能守恒
    C．在最低点时受到座椅的弹力最大D．儿童在最高点时机械能最大

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    11．如图，相距为L的两足够长的光滑平行轨道上，平行放置两根质量和电阻都相同的滑杆ab和cd，组成矩形闭合回路，轨道电阻不计，匀强磁场B垂直穿过整个轨道平面，开始时ab和cd均处于静止状态，现用一个平行轨道的恒力F向右拉ab杆，则说法正确的是（　　）
    A．cd杆向左运动
    B．ab与cd杆均先做变加速运动，后做匀速运动
    C．ab与cd杆均先做变加速运动，后做匀加速运动，且加速度相同
    D．ab与cd杆均先做变加速运动，后做匀加速运动，但加速度不同

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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    8．如图所示，两足够长平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为L，导轨平面与水平面的夹角θ=30°，导轨电阻不计．磁感应强度为B的匀强磁场垂直导轨平面向上，长为L的金属棒ab垂直于MN、PQ放置在导轨上，且始终与导轨接触良好，金属棒的质量为m、电阻为R．两金属导轨的上端连接右端电路，灯泡的电阻RL=4R，定值电阻R1=2R，电阻箱电阻调到R2=12R，重力加速度为g，现将金属棒由静止释放，试求：
    （1）金属棒下滑的最大速度vm为多大？
    （2）当金属棒下滑距离为S0时速度恰达到最大，求金属棒由静止开始下滑2S0的过程中，整个电路产生的电热；
    （3）金属杆在加速下滑过程中，当速度达到$\frac{1}{2}$vm时，求此时杆的加速度大小；
    （4）改变电阻箱R2的值，当R2为何值时，金属棒达到匀速下滑时R2消耗的功率最大．

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    15．如图所示，a、b是等量异种点电荷连线的中垂线上的两点，则某检验电荷在a、b处（　　）
    A．电场力大小相等方向相同B．电场力大小不等方向相反
    C．电势能相同D．电势能不同

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    科目：高中物理 来源： 题型：实验题

    5．某同学用如图甲所示装置验证动量守恒定律．在小车A的前端粘有橡皮泥，后端连着纸带，纸带穿过电磁打点计时器的限位孔，电磁打点计时器接在频率为50HZ的交流电源上．左右移动垫在长木板右下方的薄木片，使小车A牵着纸带做匀速直线运动．小车A与原来静止在前方的小车B相碰，并粘在一起继续做匀速直线运动．

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    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    12．小车静止在光滑水平面上，站在车上的人练习打靶，靶装在车上的另一端，如图所示．已知车、人、枪和靶的总质量为M（不含子弹），每颗子弹质量为m，共n发，打靶时，枪口到靶的距离为d，若每发子弹打入靶中，就留在靶里，且待前一发打入靶中后，再打下一发．则以下说法正确的是（　　）
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    （2）请你在答题卷上完成实物接线图乙中余下导线的连接；
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    B．（3）中的测量是错误的
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