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    20．如图所示电路，两根光滑金属导轨平行放置在倾角为θ的斜面上，导轨下端接有电阻R，导轨电阻不计，斜面处在竖直向上的匀强磁场中，电阻可忽略不计的金属棒ab质量为m，受到沿斜面向上且与金属棒垂直的恒力F的作用．金属棒沿导轨匀速向上滑动，则它在上滑高度h的过程中，以下说法正确的是（　　）
    A．作用在金属棒上各力的合力做功为零
    B．重力做的功等于系统产生的电能
    C．金属棒克服安培力做的功等于电阻R上产生的焦耳热
    D．恒力F做的功与安培力做的功之和等于金属棒增加的机械能

    分析 金属棒沿导轨匀速下滑过程中，切割磁感线产生感应电流，导体棒受到安培力，金属棒克服安培力做的功等于系统产生的电能，即等于电阻R上产生的焦耳热．再根据动能定理和电磁感应知识研究功能关系．根据机械能守恒定律分析机械能的增加量．

    解答 解：A、金属棒沿导轨匀速下滑，合力为零，则合力做功为零．即WF+WG+WA=0，故A正确．
    B、根据功能关系可知，重力做功等于重力势能的变化量，即重力做的功等于拉力做的功减去系统产生的电能．故B错误．
    C、由能量转化和守恒定律得知，金属棒克服安培力做功等于电阻R上产生的焦耳热．故C正确．
    D、除重力之外，其它力对金属棒做的功等于金属棒机械能的增加量，所以恒力F做的功与安培力做的功之和等于金属棒增加的机械能，故D正确．
    故选：ACD．

    点评 本题考查分析电磁感应现象中功能关系的能力，关键掌握常见的功与能的关系，知道金属棒克服安培力做的功等于系统产生的电能，运用动能定理是处理这类问题常用的方法．

    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：多选题

    8．已知阿伏加德罗常数为NA，铜的摩尔质量为M0，密度为ρ，则（　　）
    A．1个铜原子的质量是$\frac{{M}_{0}}{{N}_{A}}$B．1个铜原子的体积是$\frac{{M}_{0}}{ρ{N}_{A}}$
    C．1 kg铜所含原子的数目是ρNAD．1 m3铜所含原子的数目为NA
    E．1 mol铜所含原子的数目是$\frac{ρ{N}_{A}}{{M}_{0}}$   

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    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    11．如图所示的匀强磁场中有一根弯成45°的光滑金属框架DOC，其所在平面与磁场垂直，长直金属棒MN与金属框架接触良好，起始时OA=l0，且MN⊥OC，金属棒和框架的单位长度的电阻均为r（忽略接触电阻），MN在外力F作用下以速度v向右匀速运动，设闭合回路的磁通量为Ф，通过OA段的电荷量为q，金属棒MN的热功率为P．则下列物理量随时间变化规律的图象中，可能正确的是（　　）
    A．B．C．D．

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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    8．如图甲所示，在竖直向下的B=4.0T的有界匀强磁场中，有一边长L=0.50m的正方形闭合金属线框放在光滑水平地面上，线框的ab边紧贴磁场右边界MN，线框电阻R=10Ω、质量m=0.20kg，线框从静止开始．现对线框加一向右的水平拉力F，使线框以a=1.0m/s2的加速度做匀加速直线运动．求：

    （1）cd边到达右边界MN时线框中的电流强度；
    （2）线框开始和要离开磁场时，水平拉力分别是多大；
    （3）线框在运动过程中力F随时间t变化的关系式；并在图乙上画出F-t 图线．

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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    15．如图所示，光滑矩形斜面ABCD的倾角θ=30°，在其上放置一矩形金属框abcd，ab的边长l1=1m，bc的边长l2=0.6m，线框的质量m=1kg，电阻R=0.1Ω，线框通过细线绕过定滑轮与重物相连，细线与斜面平行且靠近，重物质量M=2kg，离地面高度为H=4.8m，斜面上efgh区域是有界匀强磁场，磁感应强度的大小为0.5T，方向垂直于斜面向上；已知AB到ef的距离为4.2m，ef到gh的距离为0.6m，gh到CD的距离为3.8m，取g=10m/s2，现让线框从静止开始运动（开始时刻，cd与AB边重合），求：
    （1）线框进入磁场前的加速度大小；
    （2）线框的ab边刚进入磁场时的速度v0的大小；
    （3）线框从静止运动开始到ab边与CD边重合时，线框运动的时间t；
    （4）线框abcd在整个运动过程中产生的热量．

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    科目：高中物理 来源： 题型：实验题

    5．在“探究平抛运动的运动规律”的实验中，可以描绘出小球平抛运动的轨迹，实验简要步骤如下：
    A．让小球多次从斜槽同一位置自由滚下，在一张印有小方格的纸记下小球碰到铅笔笔尖的一系列位置，如下图中a、b、c、d所示．
    B．按图安装好器材，注意调节斜槽末端切线水平，记下平抛初位置O点和过O点的竖直线．
    C．取下白纸以O为原点，以竖直线为y轴建立坐标系，用平滑曲线画平抛运动物体的轨迹．
    （1）完成上述步骤，将正确的答案填在横线上．
    （2）上述实验步骤的合理顺序是BAC．
    （3）实验时下列哪些操作是必须的①（填序号）．
    ①将斜槽轨道的末端调成水平
    ②用天平称出小球的质量
    ③斜槽轨道必须是光滑的
    （4）已知图中小方格的边长l=10cm．，则小球平抛的初速度的计算式为（用l和g表示）${v}_{0}=2\sqrt{gl}$，其值是2 m/s （g=10m/s2），小球在a点的坐标为（0，0），则小球的抛出点坐标为：x=-10cm，y=-1.25cm．

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    科目：高中物理 来源： 题型：实验题

    12．用“油膜法”可以估测分子的大小．滴入盛水培养皿中的油酸溶液所含纯油酸的体积为4，0×10-6mL，将培养皿水平放在边长为1cm的方格纸上，水面上散开的油膜轮廓如图所示．
    （1）这种粗测方法是将每个分子视为球形，让油酸尽可能地在水面上散开，则形成的油膜面积可视为单分子油膜，这层油膜的厚度可视为油分子的直径．
    （2）该油膜面积为：S=113 cm2，由此可以估算油酸的分子直径约为d=3.5×10-10m．

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    科目：高中物理 来源： 题型：填空题

    9．一端固定在光滑面O点的细线，A、B、C各处依次系着质量相同的小球A、B、C，如图所示，现将它们排列成一直线，并使细线拉直，让它们在桌面上绕O点作匀速圆周运动，且O、A、B、C始终在同一直线上，如果细线长度OA=AB=BC，则三段线段中拉力大小之比为6：5：3．

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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    10．如图所示，水平方向的匀强磁场的磁感应强度B=0.5T，水平放置的通电直导线与磁场方向垂直，导线长度L=0.2m，导线中电流I=1A，问：
    （1）导线所受安培力的方向是向上还是向下？
    （2）导线所受安培力多大？

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