【题目】如图，固定的水平光滑平行轨道左端接有一个R=2Ω的定值电阻，右端与竖直面内的
圆弧形光滑金属轨道NP、N′P′平滑连接于N、N′点，两圆弧轨道的半径均为r=0.5m，水平轨道间距L=1m，矩形MNN′M′区域内有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度B=1T，宽度d=1m。质量m=0.2kg，电阻R0=0.5Ω的导体棒ab从水平轨道上距磁场左边界s处，在水平恒力F的作用下由静止开始运动。若导体棒运动过程中始终与轨道垂直并接触良好，进入磁场后做匀速运动，当运动至NN′时撤去F，导体棒能运动到的最高点距水平轨道的高度h=1.25m。空气阻力不计，重力加速度g=10m/s2。求：
（1）力F的大小及s的大小；
（2）若其他条件不变，导体棒运动至MM′时撤去F，导体棒运动到NN′时速度为
m/s。
①请分析导体棒在磁场中的运动情况；
②将圆弧轨道补为光滑半圆弧轨道，请分析说明导体棒能否运动到半圆轨道最高点；
③求导体棒在磁场区域运动过程中，定值电阻R上产生的焦耳热。
【答案】（1）2N，1.25m（2）①导体棒做加速度减小的减速运动。②导体棒不能到达半圆弧最高点③0.4J
【解析】
（1）从NN′沿圆弧运动，离开圆弧轨道竖直上升到最高点的过程，满足机械能守恒定律：
设在磁场中匀速运动的速度为v1，有
得v1=5m/s
导体棒进入磁场后做匀速运动，有F=BIL 
解得：F=2N
导体棒从静止开始运动到刚进入磁场过程中，做匀加速运动，
有v12=2as F=ma
解得：s=1.25m
（2）①导体棒在磁场中受到重力、支持力、向左的磁场力，做减速运动。
，
根据牛顿第二定律：F=ma，导体棒速度减小，磁场力减小，加速度减小。
②导体棒在半圆弧轨道上运动时满足机械能守恒定律，假设导体棒能运动到半圆弧最高点，速度为v2，有
解得v2=0
而导体棒能到半圆弧最高点，要求弹力N≥0 即
m/s
故，导体棒不能到达半圆弧最高点。
③导体棒在磁场中运动时，导体棒动能的减少量等于闭合回路电能的增加量。
定值电阻的焦耳热与回路总的焦耳热的比值为
解得：
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新卷王期末冲刺100分系列答案科目：高中物理 来源： 题型：
【题目】如图所示，质量为m=2kg的物块A（可视为质点）放在倾角
的光滑斜面体上，斜面固定在水平桌面上，进度系数为k=200N/m的轻弹簧一端连接在斜面底端的固定挡板C上，另一端连接在物块A上，绕过斜面顶端定滑轮的不可伸长的轻绳一端连接在物块A上，另一端吊着质量也为m的物体B，物块A与滑轮间的轻绳与斜面平行，物块A静止时刚好处在斜面的正中间。已知斜面长为L=2.5m，重力加速度g取10m/s2。
（1）若剪断轻弹簧，物块A 到斜面顶端时，物块B还未落地，求物块A运动到斜面顶端要用多长时间；
（2）若剪断轻绳，求物块A向下运动的最大速度。
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【题目】如图所示，MN、PQ为水平放置的足够长的平行光滑导轨，导轨间距L＝0．5m，导轨左端连接一个R=2Ω的定值电阻，将一根质量为0．2kg的金属棒cd垂直放置在导轨上，且与导轨接触良好，金属棒cd的电阻r＝2Ω，导轨电阻不计，整个装置处于垂直导轨平面向下的匀强磁场中，磁感应强度B＝2T，若棒以1m/s的初速度向右运动，同时对棒施加水平向右的拉力F，并保持拉力的功率恒为4W，从此时开始计时，经过一段时间后金属棒开始匀速运动，电阻R中产生的电热为3．25J，试求：
（1）金属棒的最大速度；
（2）金属棒速度为2m/s时的加速度；
（3）金属棒从开始到匀速运动经历了多少时间。
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【题目】如图所示，电路中A、B是两个完全相同的灯泡，L是一个自感系数很大、直流电阻为零的自感线圈，则下列判断正确的是
A. S闭合瞬间，B灯先亮，A逐渐变亮
B. S闭合后电路稳定前，B先亮一下再逐渐变暗，A逐渐变暗
C. S闭合后电路稳定后，A灯和B灯亮度相同
D. S闭合后电路稳定后，再断开S时，A灯要亮一下再熄灭
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【题目】如图，足够长的竖直光滑直杆固定在地面上，底部套有一个小环。在恒力F作用下，小环由静止开始向上运动。F与直杆的夹角为60°，大小为小环重力的4倍。1s末撤去F。取地面为零势能面。（g取10m/s2）求：
（1）1s末小环的速度大小；
（2）小环沿杆向上运动过程中，动能等于势能的所有位置离地面高度。
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【题目】如图所示，一安装有滑轮的斜面
置于粗糙的水平面上，
、
两物块用轻绳连接并跨过滑轮（不计滑轮的质量和摩擦），悬于空中，在斜面上恰处于静止状态。当用沿斜面向上的恒力推时，、仍恰好静止不动，则有（ ）
A. 受到的摩擦力大小不变，方向变化
B. 受到的摩擦力可能变大
C. 受到的拉力变小
D. 受到水平面的摩擦力方向始终向右
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【题目】如图所示，变压器为理想变压器，电流表A1内阻不可忽略，其余的均为理想的电流表和电压表。a、b接在电压有效值不变的交流电源两端，R0为定值电阻，R为滑动变阻器。现将变阻器的滑片沿c→d的方向滑动时，则下列说法正确的是
A. 电压表V1、V2示数不变，V3示数变小
B. 电压表V1、V2示数变小，V3示数变大
C. 电流表A1、A2的示数都增大
D. 电流表A1的示数变小，A2的示数增大
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【题目】如图所示，半径R＝1.0 m的光滑圆弧轨道固定在竖直平面内，轨道的一个端点B和圆心O的连线与水平方向间的夹角θ＝37°，另一端点C为轨道的最低点。C点右侧的光滑水平面上紧挨C点静止放置一木板，木板质量M＝1 kg，上表面与C点等高。质量为m＝1 kg的物块(可视为质点)从空中A点以v0＝1.2 m/s的速度水平抛出，恰好从轨道的B端沿切线方向进入轨道。取g＝10 m/s2。求：
（1）物块经过B点时的速度vB。
（2）物块经过C点时对木板的压力大小。
（3）若木板足够长，物块在木板上相对滑动过程中产生的热量Q。
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【题目】如图所示，一金属直杆MN两端接有导线，悬挂于线圈上方，MN与线圈轴线处于同一竖直平面内，为使MN垂直于纸面向外运动，可以
A. 将a、c端接电源正极，b、d端接电源负极
B. 将b、d端接电源正极，a、c端接电源负极
C. 将a、d端接电源正极，b、c端接电源负极
D. 将a端接电源的正极，b接c，d端接电源的负极
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