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    17．电阻不计的平行金属导轨相距L，与总电阻为2R的滑动变阻器、板间距为d的平行板电容器和开关S连成如图所示的电路．磁感应强度为B的匀强磁场垂直导轨所在的平面．电阻为R的金属棒与导轨垂直，接触良好，并紧贴导轨匀速移动．合上开关S，当滑动变阻器触头P在中点时，质量为m、电量为+q的带电微粒从平行板电容器中间位置水平射入，微粒在两板间做匀速直线运动；当P移至C时，相同的带电微粒以相同的速度从同一位置射入两板间，微粒穿过两板的过程中动能增加△Ek．重力加速度为g．求：
    （1）ab运动的方向及其速度大小；
    （2）当P移至C时，微粒穿过两板的过程中，电场力对微粒做的功W．

    分析 （1）微粒做匀速直线运动时，电场力与重力平衡，分析电容器板间电场方向，确定金属棒产生的感应电流方向，由右手定则判断其运动方向．由平衡条件求电容器板间电压，得到金属棒产生的感应电动势，再由E=BLv求金属棒的速度．
    （2）当P移至C时，由电路知识求出电容器板间电压．此时微粒在电场中做类平抛运动，由动能定理求出偏转距离，再求电场力做功．

    解答 解：（1）微粒做匀速直线运动时，电场力与重力平衡，则电场力方向竖直向上，上极板带负电，ab中感应电流方向由a与b，由右手定则判断知ab向左运动．
    对微粒，由平衡条件有：
    mg=q$\frac{U}{d}$
    得电容器板间电压为：
    U=$\frac{mgd}{q}$
    由 U=$\frac{R}{R+R}$E得ab产生的感应电动势为：
    E=2U=$\frac{2mgd}{q}$
    由E=BLv得：v=$\frac{2mgd}{BLq}$
    （2）当P移至C时，板间电压为：U′=$\frac{2R}{3R}$E=$\frac{4mgd}{3q}$
    微粒穿过两板的过程中，由动能定理得：
    （qE电-mg）h=△Ek．
    又 qE电=q$\frac{U′}{d}$=$\frac{4}{3}$mg，得：h=$\frac{3△{E}_{k}}{mg}$
    故电场力对微粒做的功为：W=qE电h=4△Ek
    答：
    （1）ab运动的方向向左，其速度大小是$\frac{2mgd}{BLq}$；
    （2）当P移至C时，微粒穿过两板的过程中，电场力对微粒做的功W是4△Ek．

    点评 本题是电磁感应与带电粒子在电场中运动的综合，它们联系的桥梁是电压，求电场力做功，运用动能定理是常用的方法．

    练习册系列答案
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    7．如图所示，将质量为2m的重物悬挂在轻绳的一端，轻绳的另一端系一质量为m的小环，小环套在竖直固定的光滑直杆上，光滑定滑轮与直杆的距离为d．现将小环从与定滑轮等高的A处由静止释放，当小环沿直杆下滑距离也为d时（图中B处），下列说法正确的是（　　）
    A．环减少的机械能大于重物增加的机械能
    B．环在B处的速度为（3-2$\sqrt{2}$）gd
    C．环在B处的速度与重物上升的速度大小之比为$\sqrt{2}$
    D．小环到达B处时，重物上升的高度也为d

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    科目：高中物理 来源： 题型：填空题

    8．用电流表和电压表测定三节干电池串联组成的电池组（电动势约为4.5V，内电阻小于1Ω）的电动势和内电阻，除了待测电池组，开关，导线外，还有下列器材供选用；
    A电流表：量程0.6A，内电阻约为1Ω
    B电流表：量程3A，内电阻约为0.2Ω
    C电压表：量程3V，内电阻约为30kΩ
    D电压表：量程6V，内电阻约为60kΩ
    E滑动变阻器：0-1000Ω
    F滑动变阻器：0-40Ω
    为了使测量结果尽量准确，电流表应选用A，电压表选用D，滑动变阻器选用F．（均填仪器前的字母代号）

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    5．下列说法中正确的是（　　）
    A．作用力与反作用力必须是同种性质的力
    B．物体沿一个方向做直线运动过程中，位移就是路程
    C．物体运动状态改变过程中，它的加速度可以为零
    D．合力一定大于其中一个分力

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

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    （1）若棒在水平外力F的作用下从x=0处以速度v0=6m/s沿导轨向右匀速动，求力F的大小与时间的关系；
    （2）若棒在外力作用下在x=0处以速度v0=6m/s沿导轨向右做变速运动，且要保持R的功率不变，在棒从x=0到x=10m的过程中，求外力所做的功．

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

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    D．从小球接触弹簧到最低点的过程，小球的加速度先减小后增大

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