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    20．如下图所示，光滑导轨倾斜放置，下端连一灯泡，匀强磁场垂直于导轨平面，当金属棒ab沿导轨下滑到稳定状态时，灯泡的电功率为P，其他电阻不计，要使灯泡在棒稳定运动状态下的电功率为2P，则应（　　）
    A．将导轨间距变为原来的$\frac{\sqrt{2}}{2}$倍B．换一电阻减半的灯泡
    C．将磁场磁感应强度B加倍D．换一质量为原来$\sqrt{2}$倍的金属棒

    分析 ab棒下滑过程中先做变加速运动，后做匀速运动，达到稳定状态，根据平衡条件得出导体的重力与速度的关系，由能量守恒定律得出灯泡的功率与速度的关系式，再分析什么条件下灯泡的功率变为2P的条件．

    解答 解：稳定时，有：mgsinθ=$\frac{{B}^{2}{L}^{2}v}{R}$，解得v=$\frac{mgRsinθ}{{B}^{2}{L}^{2}}$，
    根据能量守恒知，重力的功率等于灯泡的电功率，则P=mgvsinθ=$\frac{{m}^{2}{g}^{2}Rsi{n}^{2}θ}{{B}^{2}{L}^{2}}$，
    A、将导轨间距变为原来的$\frac{\sqrt{2}}{2}$倍，则功率变为原来的2倍，故A正确．
    B、换一电阻减半的灯泡，则功率变为原来的一半，故B错误．
    C、将磁场磁感应强度B加倍，则功率变为原来的四分之一，故C错误．
    D、换一质量为原来$\sqrt{2}$倍的金属棒，则功率变为原来的2倍，故D正确．
    故选：AD．

    点评 本题分别从力的角度和能量角度研究电磁感应现象，安培力表达式${F}_{A}=\frac{{B}^{2}{L}^{2}v}{R}$是经常用到的经验公式，对分析和计算电磁感应问题，非常重要，要熟记．

    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    14．以下说法符合物理学史的是（　　）
    A．爱因斯坦引入能量子的概念，得出黑体辐射的强度按波长分布的公式，与实验符合得非常好，并由此开创了物理学的新纪元
    B．康普顿效应表明光子只具有能量
    C．德布罗意把光的波粒二象性推广到实物粒子，认为实物粒子也具有波动性
    D．为了解释黑体辐射规律，波尔提出电磁辐射的能量是量子化的

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    11．如图所示，CDE是固定在绝缘水平面上的光滑金属导轨，CD=DE=L=2.5m，∠CDE=74°，CD和DE单位长度的电阻均为r=1Ω/m，导轨处于磁感应强度为B=0.5T、竖直向上的匀强磁场中．MN是绝缘水平面上的一根足够长的金属杆，其单位长度的电阻也为r=1Ω/m．现MN在向右的水平拉力作用下以速度v=2m/s在CDE上匀速滑行．MN在滑行的过程中始终与CDE接触良好，并且与C、E所确定的直线平行（sin37°=0.6，cos37°=0.8）．试求：
    （1）MN滑行到C、E两点时，C、E两点电势差的大小；
    （2）MN在CDE上滑动过程中，回路中的感应电流；
    （3）MN在CDE上整个滑行的过程中，MN和CDE构成的回路所产生的焦耳热．

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    科目：高中物理 来源： 题型：填空题

    8．如果一根长度为1米的直导线在B=0.6T的匀强磁场中运动时，能够使一个标有“6V，8W”的小灯泡正常发光，那么导线在磁场中的运动速度最小必须是10m/s．（直导线电阻不计）．

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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    15．如图，虚线框内为某种电磁缓冲车的结构示意图，其主要部件为缓冲滑块K和质量为m=100kg的缓冲车厢．在缓冲车的底板上，沿车的轴线固定着两个光滑水平绝缘导轨PQ、MN．缓冲车的底部，安装电磁铁（图中未画出），能产生垂直于导轨平面的匀强磁场，磁场的磁感应强度为B=0.01T．导轨内的缓冲滑块K由高强度绝缘材料制成，滑块K上绕有闭合矩形线圈abcd，线圈的总电阻为R=2Ω，匝数为n=100，ab边长为L=2m，bc边长为L’=3m．假设缓冲车以速度v0=10m/s与障碍物C碰撞后，滑块K立即停下，此后线圈与轨道的磁场作用力使缓冲车厢减速运动，从而实现缓冲，一切摩擦阻力不计．
    （1）求滑块K的线圈中最大感应电动势的大小；
    （2）若缓冲车厢向前移动距离L后速度为零，缓冲车厢与障碍物和线圈的ab边均没有接触，则此过程线圈abcd中通过的电量和产生的焦耳热各是多少？

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    5．如图所示，光滑的平行金属导轨水平放置，导轨间距为l=1m，左侧接一阻值为R=0.5Ω的电阻．在MN与PQ之间存在垂直轨道平面的有界匀强磁场，磁感应强度B=0.5T，磁场宽度d=1m．一质量为m=1kg的金属棒ab置于导轨上，与导轨垂直且接触良好，不计导轨和金属棒的电阻．金属棒ab受水平力F作用，从磁场的左边界MN处由静止开始运动，在F作用过程，通过电压传感器测绘出电阻R两端电压U随时间t变化的图象如图所示．某时刻撤去外力F，棒运动到PQ处时恰好静止．问：

    （1）金属棒刚开始运动时的加速度为多大？力F作用过程金属棒做何种运动？
    （2）金属棒整个运动过程通过电阻R的电荷量q是多少？
    （3）外力F作用的时间为多大？

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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    12．如图所示，在倾角为θ的斜面上固定两根足够长的光滑平行金属导轨PQ、MN，相距为L，导轨处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向下．有三根质量均为m的金属棒a、b、c，先将a棒垂直导轨放置，用跨过光滑定滑轮的细线与物块连接，连接a棒的细线平行于导轨，由静止释放物块，物块开始加速下落．此后某时刻将b、c也垂直导轨放置，a与物块此刻起做匀速运动，b、c棒刚好能静止在导轨上．a棒在运动过程中始终与导轨垂直，棒与导轨接触良好，金属棒a、b、c的电阻均为R，导轨电阻不计．求：
    （1）物块的质量；
    （2）b、c棒放上导轨后，物块的速度；
    （3）b、c棒放上导轨后，物块下落高度h的过程中棒b中产生的焦耳热．

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    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    9．北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成，可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务，并具通信能力，已经初步具备区域导航、定位和授时能力，定位精度10米，测速精度0.2米/秒．2012年12月27日，我国自行研制的“北斗导航卫星系统”（BDS）正式组网投入商用．2012年9月采用一箭双星的方式发射了该系统中的轨道半径均为21332km的“北斗-M5”和“北斗-M6”卫星，其轨道如图所示，地球半径为6400km，关于这两颗卫星，下列说法正确的是（　　）
    A．两颗卫星的向心加速度大小相同
    B．两颗卫星运行速度大小均大于7.9 km/s
    C．两颗卫星所受的万有引力相同
    D．“北斗-M5”的发射速度小于第二宇宙速度

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    10．最早测出引力常量的科学家是（　　）
    A．开普勒B．第谷C．牛顿D．卡文迪许

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